1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Российские нанотехнологии
  4. T. 19, № 2, 2024

Российские нанотехнологии, 2024, T. 19, № 2, стр. 203-213

Антибактериальные и малодефектные покрытия на основе графеновых чернил

С. Е. Димитриева 1, С. А. Баскаков 2, 3, *, Ю. В. Баскакова 2, 3

1 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
Москва, Россия

2 ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН
Черноголовка, Россия

3 ООО “ГРАФЕНОКС”
Черноголовка, Россия

* E-mail: graphenox@gmail.com

Поступила в редакцию 10.11.2023
После доработки 12.12.2023
Принята к публикации 12.12.2023

Аннотация

Разработана оригинальная методика получения графеновых чернил на органической основе методом микромеханической эксфолиации графита в 1-метил-2-пирролидоне (NMP) с последующим выделением графеновых частиц сменой растворителя и стабилизацией их этилцеллюлозой. Показано, что выход графеновых частиц методом микромеханической эксфолиации в NMP более чем в 2 раза превышает аналогичный параметр при использовании диметилформамида (ДМФА) в качестве растворителя. Графеновые чернила на органической основе могут быть использованы в качестве антибактериальных, антикоррозионных покрытий, обладающих высокой адгезией и низкой дефектностью. Исследования показали высокую бактерицидную эффективность графеновых чернил 98.11–99.98% на примере Pseudomonas aeruginosa и Staphylococcus epidermidis, что характеризует разработанный композит как эффективное антибактериальное средство.

Список литературы

  1. Geim A.K., Novoselov K.S. // Nat. Mater. 2007. V. 6. P. 183. https://doi.org/10.1038/nmat1849

  2. Geim A.K. // Science. 2009. V. 324. P. 1530. https://doi.org/10.1126/science.1158877

  3. Zhang Y., Tang T., Girit C. et al. // Nature. 2009. V. 459. P 820. https://doi.org/10.1038/nature08105

  4. Balandin A., Ghosh S., Bao W. et al. // Nano Lett. 2008. V. 8. P. 902. https://doi.org/10.1021/nl0731872

  5. Blake P., Brimicombe P., Nair R. et al. // Nano Lett. 2008. V. 8. P. 1704. https://doi.org/10.1021/nl080649i

  6. Morozov S.V., Novoselov K.S., Katsnelson M.I. et al. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 016602. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.016602

  7. Aïssa B., Memon N.K., Ali A., Khraisheh M.K. // Front. Mater. 2015. V. 2. P. 58. https://doi.org/10.3389/fmats.2015.00058

  8. Choi W., Lahiri I., Seelaboyina R. et al. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2010. V. 35. P. 52. https://doi.org/10.1080/10408430903505036

  9. Urade A.R., Lahiri I., Suresh K.S. // J. Minerals, Metals Materials Society (TMS). 2023. V. 75. P. 614https://doi.org/10.1007/s11837-022-05505-8

  10. Sharma J., Sharma S., Ajay, Sharma L.K. // Materials Today: Proceedings. 2022. V. 63. P. 542. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.03.662

  11. Chung C., Kim Y.-K., Shin D. et al. // Acc. Chem. Res. 2013. V. 46. P. 2211. https://doi.org/10.1021/ar300159f

  12. Krzysztof T., Wychowaniec J.K., Litowczenko J. // Nanomaterials. 2018. V. 8. P. 944. https://doi.org/10.3390/nano8110944

  13. Al-Thani R.F., Patan N.K., Al-Maadeed M.A. // J. Biol. Sci. 2014. V. 14. P. 230. https://doi.org/10.1088/1757-899X/518/6/06201

  14. Hu W., Peng C., Luo W. et al. // ACS Nano. 2010. V. 4. P. 4317. https://doi.org/10.1088/1757-899X/518/6/062012

  15. Zou X., Zhang L., Wang Z. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2016. V. 138. P. 2064. https://doi.org/10.1021/jacs.5b11411

  16. Akhavan O., Ghaderi E. // ACS Nano. 2010. V. 4. P. 5731. https://doi.org/10.1021/nn101390x

  17. Gurunathan S., Han J.W., Dayem A.A. et al. // Int. J. Nanomed. 2012. V. 7. P. 5901. https://doi.org/10.2147/IJN.S37397

  18. Liu S., Zeng T.H., Hofmann M. et al. // ACS Nano. 2011. V. 5. P. 6971. https://doi.org/10.1021/nn202451x

  19. Carpio I.E.M., Santos C.M., Wei X. et al. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 4746. https://doi.org/10.1039/C2NR30774J

  20. Chen J., Peng H., Wang X. et al. // Nanoscale. 2014. V. 6. P. 1879. https://doi.org/10.1039/C3NR04941H

  21. Fukuda M., Islam M.S., Shimizu R. et al. // ACS Appl. Nano Mater. 2021. V. 4. P. 11881. https://doi.org/10.1039/D3NA00084B

  22. Seifi T., Kamali Ali R. // Rev. Med. Drug Discov. 2021. V. 11. P. 100099. https://doi.org/10.1016/j.medidd.2021.100099

  23. Du X., Xiao R., Fu H. et al. // Mater. Sci. Eng. C. 2019. V. 105. P. 110052. https://doi.org/10.1007/s13205-021-02689-9

  24. Dreyer D.R., Park S., Bielawski C.W. et al. // Chem. Soc. Rev. 2010. V. 39. P. 228. https://doi.org/10.1039/B917103G

  25. Santos C.M., Mangadlao J., Ahmed F. et al. // Nanotechnol. 2012. V. 23. P. 395101.

  26. He P., Derby B. // 2D Mater. 2017. V. 4. P. 021021. https://doi.org/10.1002/admi.201700944

  27. Su Y., Du J., Sun D. et al. // Nano Res. 2013. V. 6. P. 842. https://doi.org/10.1007/s12274-013-0362-2

  28. Arapov K., Rubingh E., Abbel R. et al. // Adv. Funct. Mater. 2016. V. 26. P. 586. https://doi.org/10.1002/adfm.201504030

  29. Xu Y., Schwab M.G., Strudwick A.J. et al. // Adv. Energy Mater. 2013. V. 3. P. 1035. https://doi.org/10.1007/s12274-017-1451-4

  30. Secor E.B., Gao T.Z., Dos Santos M.H. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. P. 29418. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c01069

  31. Xu Y., Hong W., Bai H. et al. // Carbon. 2009. V. 47. P. 3538. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.08.022

  32. Liang J., Huang Y., Zhang L. et al. // Adv. Funct. Mater. 2009. V. 19. P. 2297. https://doi.org/10.1002/adfm.200801776

  33. Lim H., Huang N., Loo C. // J. Non-Cryst. Solids. 2012. V. 358. P. 525. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2011.11.007

  34. Lu B., Li T., Zhao H. et al. // Nanoscale. 2012. V. 4. P. 2978. https://doi.org/10.1039/C2NR11958G

  35. Mazaheri M., Akhavan O., Simchi A. // Appl. Surf. Sci. 2014. V. 301. P. 456. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.02.099

  36. Ko T.Y., Kim S.Y., Kim H.G. et al. // Chem. Lett. 2012. V. 42. P. 66. https://doi.org/10.1246/cl.2013.66

  37. Liu C., Shen J., Yeung K.W.K. et al. // ACS Biomater. Sci. Eng. 2017. V. 3. P. 471. https://doi.org/10.1021/acsbiomaterials.6b00766

  38. Santos C.M., Tria M.C.R., Vergara R.A.M.V. et al. // Chem. Commun. 2011. V. 47. P. 8892. https://doi.org/10.1088/0957-4484/23/39/395101

  39. Musico Y.L.F., Santos C.M., Dalida M.L.P. et al. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2014. V. 2. P. 1559. https://doi.org/10.1021/sc500044p

  40. Some S., Ho S.-M., Dua P. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. P. 7151. https://doi.org/10.1021/acsnano.6b05109

  41. Ni Z., Wang Y., Yu T. et al. // Nano Res. 2008. V. 1. P. 273. https://doi.org/10.1007/s12274-008-8036-1

  42. Ferrari A.C., Basko D.M. // Nature Nanotechnology. 2013. V. 8. P. 235. https://doi.org/10.1038/nnano.2013.46

  43. Ferrari A.C. // Solid State Commun. 2007. V. 147. P. 47. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2007.03.052

  44. Ferrari A.C., Meyer J.C., Scardaci V. et al. // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 97. P. 187401. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.187401

  45. Shulga Y.M., Martynenko V.M., Muradyan V.E. et al. // Chem. Phys. Lett. 2010. V. 498. P. 287. https://doi.org/10.1134/S0018143912020099

  46. Costa M.C.F., Sousa M.R.M., Larrudé D.R.G. et al. // eXPRESS Polym. Lett. 2019. V. 13. P. 52. https://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2019.6

  47. Chen Z., Wang Z., Li X. et al. // ACS Nano. 2017. V. 11. P. 4507. https://doi.org/10.1021/acsnano.6b08027

  48. Yu C., Li D., Wu W. et al. // J. Mater. Sci. 2014. V. 49. P. 8311. https://doi.org/10.1007/s10853-014-8539-y

  49. Ali S., Nasir H. // Nano Hybrids and Composites. 2017. V. 14. P. 17. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/NHC.14.17

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Российские нанотехнологии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал