تصنيع وخصائص متراكبات بولي فاينيل الكحول - كاربوكسي مثيل سليلوز اكاسيد المعادن النانوية كمؤثر للمضادات البكتيرية == Fabrication and Characterizations of PVA - CMC Metal Oxide Nanocomposites as Antibacterial Effect
Author name:
قيصر مهدي جبر معارج الجبوري
Supervisor name:
رحيم كعيد كاظم حسين المرشدي | مجيد علي حبيب راضي الخفاجي
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Doctorate
University:
University of Babylon - College Of Science - Physics Department
Language:
English
University location:
Babylon
First pages:
26T1639 - p.pdf
Abstract:
في هذه الاطروحة تم تحضير نوعين من المتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) بطريقة صب المحلول. حضر الخليط البوليمري (بولي فينيل الكحول - كاربوكسي مثيل سليلوز) بتراكيز مختلفة من بولي فينيل الكحول (80 wt.%) وكاربوكسي مثيل سليلوز (20 wt.%) وكذلك تم اضافة اكاسيد الزنك واكاسيد النحاس النانوية للخليط البوليمري بنسب مئوية مختلفة وهي (3,6,9,12) . تمت دراسة تاثير كل من جسيمات اوكسيد الزنك واوكسيد النحاس النانوية على الخواص التركيبية والكهربائية (المستمرة والمتناوبة) والبصرية للخليط البوليمري (PVA - CMC) بتراكيز مختلفة. وتم تصنيع متحسسات الرطوبة ، مضادات البكتيريا ومواد كهروضغطية كتطبيقات.لقد اظهرت صور المجهر الضوئي وصور مجهر الماسح الالكتروني ان كل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية تتوزع بشكل متجانس في الخليط البوليمري . واظهرت منحنيات تحويلات فورير للاشعة تحت الحمراء انه لا يوجد تفاعل كيميائي بين الخليط البوليمري والجسيمات النانوية المضافة. تم حساب الخواص الكهربائية المستمرة للمتراكبات النانوية لتراكيز ودرجات حرارة مختلفة.وقد بينت النتائج ان التوصيلية الكهربائية المستمرة للخليط البوليمري (PVA - CMC) ازدادت بزيادة تراكيز كل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية ودرجات الحرارة.وقد تبين ان طاقة التنشيط قلت بزيادة تراكيز كل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية. درست الخواص الكهربائية المتناوبة في مدى تردد (100Hz - 5MHz) في درجة حرارة الغرفة. اظهرت النتائج التجريبية ازياد كل من ثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي والتوصيلية الكهربائية المتناوبة للخليط البوليمري (PVA - CMC) بزيادة تراكيز كل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية.في حين يقل كل من ثابت العزل الكهربائي وفقدان العزل الكهربائي للمتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) بزيادة تردد المجال الكهربائي المسلط , كما تزداد التوصيلية الكهربائية المتناوبة بزيادة التردد. وقد بينت النتائج التجريبية للخواص البصرية للمتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) زيادة الامتصاصية ومعامل الامتصاص ومعامل الخمود ومعامل الانكسار وثوابت العزل الحقيقي والخيالي للخليط البوليمري (PVA - CMC) بزيادة تراكيزكل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية. في حين تقل النفاذية وفجوة الطاقة للانتقال غير المباشر(المسموح والممنوع) بزيادة تراكيزكل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية. لقد بينت نتائج تطبيقات متحسسات الرطوبة للمتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) ان المقاومة السطحية تقل بزيادة التراكيز المضافة والرطوبة النسبية. وكنتيجة لذلك، فانها تمتلك حساسية عالية للرطوبة. اختبرت المتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) كمضادات لبكتيريا موجبة غرام (المكورات العنقودية الذهبية) وسالبة غرام (الاشريشيا القولونية). اظهرت النتائج ان منطقة التثبيط تزداد بزيادة تراكيز كل من اكاسيد الزنك النانوية واكاسيد النحاس النانوية.كما بينت نتائج تطبيقات المواد الكهروضغطية للمتراكبات النانوية (PVA - CMC - ZnO) و(PVA - CMC - CuO) ان المقاومة الكهربائية تقل بزيادة التراكيز المضافة والحمل المطبق. وكنتيجة لذلك، فانها تمتلك حساسية عالية للاجهاد الميكانيكي. | In this thesis the two types of (polyvinyl alcohol - Carboxymethyl cellulose - Zinc oxide) and (polyvinyl alcohol - Carboxymethyl cellulose - Copper oxide) nanocomposites have been prepared by solution casting method. The (PVA - CMC) blend was prepared for different concentrations (80 wt.%)PVA and (20 wt.%) CMC as well Zinc oxide and Copper oxide nanoparticles (NPs) were added to (PVA - CMC) blend with different weight percentages as (3,6,9 and 12) wt.%.The effect of Zinc oxide and Copper oxide nanoparticles additives on structural, (D.C and A.C) electrical and optical properties of (PVA - CMC) blend have been studied. Humidity sensors, antibacterial activities and piezoelectric applications have been fabricated. Optical microscope and scanning electron microscope images indicate that the Zinc oxide and Copper oxide nanoparticles additives distribution was homogeneous in the blend. FT - IR indicate that no change on chemical structures between the blend and the additives.The D.C electrical properties of (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites were investigated with different additive concentrations and temperatures. The results showed that D.C electrical conductivity of (PVA - CMC) blend increases with increasing of Zinc oxide and Copper oxide NPs concentrations and temperatures. The activation energy decreased with increased the concentration of the Zinc oxide and Copper oxide NPs. A.C electrical properties of these nanocomposites were studied in frequency range (100Hz - 5MHz) at room temperature. The experimental results showed that the dielectric constant, dielectric loss and A.C electrical conductivity of (PVA - CMC) blend increased with increasing the Zinc oxide and Copper oxide NPs concentrations. The dielectric constant and dielectric loss of (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites decreased with increasing of the frequency of applied electric field, while A.C electrical conductivity increases with increasing of frequencies. The experimental results of optical properties for (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites showed that the absorbance, absorption coefficient, extinction coefficient, refractive index, real and imaginary dielectric constants of (PVA - CMC) blend increased with increasing of the additive of Zinc oxide and Copper oxide NPs concentrations, while the transmittance and (allowed and forbidden ) energy gap decreased with increasing of the Zinc oxide and Copper oxide NPs concentrations. The results of applications for (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites as humidity sensors showed that the surface resistance decreases with increasing of additive concentrations and relative humidity. As a result, humidity sensors have higher sensitivity for humidity. The antibacterial properties of the (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites tested against gram - positive (S. aureus) and gram - negative (E. coli) bacterial. The results showed the inhibition zone increased with increasing of the concentrations of Zinc oxide and Copper oxide NPs. The results of applications for (PVA - CMC - ZnO) and (PVA - CMC - CuO) nanocomposites as piezoelectric showed that the electrical resistance decrease with increasing of additive concentrations and applied load. As a result, pressure sensors have higher sensitivity for mechanical stress.
