Nanokomponenty właściwości
Nanosrebro: nanoag Bakteriobójcze działanie srebra jest znane od wieków, gdy tylko zaobserwowano że przechowywana w srebrnych naczyniach żywność dłużej zachowuje swoją świeżość. Średniowieczne odkrycia dowiodły że sproszkowane srebro i jego związki skutecznie goją rany. W XIX i XX wieku zsyntezowano znane dotychczas sulfonamidy i zaczęto produkować na skalę przemysłową antybiotyki. Obecnie rosnąca ilość szczepów bakteryjnych odpornych na antybiotyki stanowi coraz poważniejsze zagrożenie. Powrót do korzeni to powrót do wykorzystania srebra, ponieważ bakterie nie są odporne na jego działanie. Najnowsze osiągnięcia inżynierii materiałowej to nanomateriały ze sprawdzonym, biobójczym działaniem srebra na bakterie i zarodniki grzybów. Nasze nanosrebro i jego komponenty charakteryzuje się bardzo wysoką skutecznością działania, trwałością i zabezpiecza chronione powierzchnie przed rozwojem kolonii bakterii i grzybów. Wyroby ze stali nierdzewnej pokryte biobójczymi powłokami nanoag o krystalicznej strukturze. Na zdjęciu: płytka ze stali nierdzewnej bez powłoki oraz płytka i wyrób z aktywną powłoką nanoag. Jak działa nanosrebro? - Wiąże się z głównym składnikiem ściany komórkowej bakterii peptydoglikanem, powodując uszkodzenie jej struktury, co ograniczenia wzajemną wymianę składników pomiędzy cytoplazmą bakterii a środowiskiem zewnętrznym.
- Kolejnym miejscem oddziaływania jest cytoplazma bakterii i jej enzymy. Nanosrebro wiąże się z cysteiną - aminokwasem stanowiącym podstawę budowy każdego enzymu. W efekcie niszczy struktury przestrzenne białka i dezaktywuje jego funkcje. - Najważniejsze jest działanie nanosrebra na DNA bakterii w jej cytoplazmie. Srebro jako pierwiastek d-elektronowy bardzo łatwo łączy się z azotem i aminami wchodzącymi w skład zasad purynowych i pirymidynowych DNA. Wytworzenie kompleksu DNA/srebro powoduje nieodwracalne uszkodzenie materiału genetycznego bakterii. - Ostatni skutek oddziaływania srebra jest związany z jego własnościami katalitycznymi, a konkretnie utleniającymi. Niszczy prawidłowy metabolizm komórki powodując gromadzenie się szkodliwych produktów przemiany materii. Przewagą nanosrebra nad środkami chemicznymi jest jego permanentne działanie związane z systematycznym wydzielaniem jonów srebra niszczących mikroorganizmy. Powierzchnia pokryta nanosrebrem uniemożliwia ich rozwój i ogranicza do minimum ryzyko infekcji. 1. 2. 3. Działanie nanosrebra uwalnianego z krążka nasyconego koloidem 5ppm nanoag (0,005g/1litr): 1. pałeczka okrężnicy (escherichia coli) 2. gronkowiec złocisty ( staphylococcus ureus) 3. pałeczka ropy błękitnej ( pseudomonas aeruginosa) Są to szczepy odpowiadające za zakażenia pokarmu, przedmiotów użytkowych, zwierząt oraz ludzi. Wywołują wiele chorób, często z silnymi powikłaniami.
Zdjęcia pokazują, że w środowisku wilgotnym oprócz biobójczego oddziaływania na styku samego krążka występuje jeszcze dość duża strefa chroniona poprzez migrujące z nanocząstek srebra - jony srebra. Są to strefy nawet centymetrowe, co dla świata bakterii oznacza ogromną przestrzeń. W praktyce tworząc barierową powłokę ochronną można stosować stężenia od 5ppm do 50ppm nanoag w roztworze, zależnie od przeznaczenia i materiału. Nanomiedź: nanocuo, nanocu₂o Działanie miedzi na drobnoustroje i grzyby także jest znane od wieków. Miedziane blachy na obiciach statków ograniczały rozwój glonów i wodorostów. Z miedzi wyrabiano również różnego rodzaju naczynia do przechowywania żywności. Miedź i jej związki wykazują bardzo dobre własności antygrzybiczne. Grzyby zbudowane są głownie z chitozanu, który ma bardzo podobną budowę do celulozy i stanowi mocną izolację przed wpływem czynników zewnętrznych. Nanocząstki miedzi potrafią przeniknąć przez tę barierę i zapoczątkować cykl reakcji redoks we wnętrzu komórki. Zaburzeniu ulega synteza białek grzyba, wzrost jego komórek i wytwarzanie chitozanu. W końcowym stadium, nie są one w stanie syntezować enzymów niezbędnych do życia. nanotlenek miedzi I nanokomponent nanokomponent nanocu₂o nano SiO₂+nanoCu₂O nanocu₂o + nanoag
Opracowaliśmy technologie produkcji nanocząsteczek i nanozwiązków miedzi. Układy te mają zastosowanie przy produkcji preparatów grzybobójczych, zabezpieczają materiały i powierzchnie wyrobów przed ich rozwojem (drewno, tworzywa, materiały budowlane, wyroby konstrukcyjne, kompozytowe itp.). Nanomiedź wykazuje też działanie biostatyczne i antybakteryjne. Wykorzystujemy ją do nadawania właściwości tłumienia promieniowania elektromagnetycznego, poprawy właściwości przewodnictwa elektrycznego oraz do tworzenia nankompozytów z nanorurkami węglowymi (MWCNT). Nanocząsteczki aktywnego tlenku miedzi ( ncu₂o ) na nośniku polimerowym Wyskalowano obszar wielkości 500nm co oznacza że jedna podziałka wyznacza odległość 50nm. Widzimy, że wielkość pojedynczych nanocząstek tlenku miedzi wynosi ok. 20-50 nm.
Nanosrebro z nanokrzemionką Nanokrzemionka SiO₂ z 10% i 20 % zawartością nanoag Technologia syntezy nanocząstek srebra na nośnikach to jedna z naszych podstawowych technologii. Producenci materiałów i wyrobów oczekują komponentów wykazujących właściwości biobójcze oraz pozwalających na łatwe rozprowadzenie ich w surowcach. Spełniamy te kryteria syntezując nanosrebro na różnych nośnikach, także na nanokrzemionkach. Ich zaletą jest wysoka wydajność, jakość i aktywność mikrobiologiczna. Otrzymane produkty mają postać proszków oraz koloidów. Zabezpieczają zarówno powierzchnię wyrobu jak i całą masę surowca lub składnika do produkcji. Zdjęcie nanocząstek srebra syntezowanych na nośniku nanokrzemionkowym nag/nsio₂, wykonane z wykorzystaniem mikroskopu transmisyjnego. Zdjęcie obrazuje strukturę kompleksu: nanocząstki srebra ( kolor czarny) otaczające nanocząstki nośnika krzemionkowego (kolor szary ). Wyskalowano obszar wielkości 100 nm. Jedna podziałka skali wyznacza odległość 10 nm.
Wielkość nanocząstek krzemionki SiO₂ wynosi ok. 10-15 nm, wielkość pojedynczych nanocząstek srebra widocznych w niektórych obszarach jako pojedyncze czarne kropki zawiera się w przedziale 1-3 nm. Według ostatniej definicji przyjętej w obszarze badań prowadzonych na terenie UE,nanotechnologia oznacza syntezę/wytwarzanie i modyfikację cząstek i układów zawierających się w przedziale wielkości od 1nm do 100 nm. Zamieszczone zdjęcia potwierdzają że jakość nanokompozytów i nanocząstek wytwarzanych przez ITP-System jest bardzo wysoka. Nanokrzemionki - hydrofilowe i hydrofobowe Nanokrzemionki wykorzystujemy do wytwarzania nanokomponentów hydrofilowych i hydrofobowych. W naszym laboratorium powstają produkty i komponenty poprawiające wchłanianie wody (hydrofilowe), lub chroniących przed wchłanianiem wody i jej destrukcyjnemu oddziaływaniu ( hydrofobowe ). Aplikacja takich nanokomponentów do produktów znacząco poprawia ich właściwości i przedłuża okres użytkowania. Modyfikowana Nanokrzemionka SiO₂ Żele hydrofobizujące z nanokrzemionkami SiO₂
Aplikacje nanokomponentów Wiemy, że każda skomplikowana zmiana procesu produkcyjnego stanowi dla zakładu ogromną barierę we wdrożeniu innowacji. Dlatego cechą naszych technologii jest prostota procesów aplikacji nanokomponentów: wsyp lub wlej i zamieszaj. To wszystko. Proces wdrożenia technologii 1. Producent przekazuje krótką, ogólną informację o składzie chemicznym surowca (bez szczegółów co do receptur) oraz jego fizyczne próbki. 2. Po testach, laboratorium ITP-System przygotowuje próbki nanokomponentu potrzebne do wykonania próbnej partii wyrobów. 3. Producent przesyła próbki wyrobów do badań w wybranym przez siebie laboratorium, celem uzyskania właściwej dokumentacji lub certyfikatu. 4. Uzgadniamy zasady dostaw i szczegóły procesów przemysłowej aplikacji. 5. Docelowa aplikacja dozowana jest w postaci płynnego koloidu, lub suchego proszku zawierającego nanocząstki lub nanokompozyty. 6. W zależności od zastosowanej technologii, cecha biobójczości będzie występowała w całej strukturze wyrobu albo w wybranej warstwie.