عمل آنتی باکتریال
مکانیسم باکتری کش: هنگامی که عوامل ضد باکتری اکسید روی با باکتری ها تماس پیدا می کنند، یون های روی به آرامی آزاد می شوند. این یونهای روی به دلیل خواص ردوکس و توانایی آنها در واکنش با گروههای عاملی آلی (مانند گروههای سولفیدریل، کربوکسیل و هیدروکسیل)، به غشای سلولی باکتری و پروتئینهای غشایی متصل میشوند و در نتیجه ساختار آنها را مختل میکنند. به محض ورود به سلول، آنزیمهای درون سیستم انتقال الکترون را آسیب میرسانند و با DNA واکنش میدهند و در نتیجه به یک اثر باکتریکشی دست مییابند.
اثر فوتوکاتالیستی: تعداد اتمهای سطح در ذرات نانو{0}}اکسید روی به طور قابلتوجهی بیشتر از ذرات سنتی است. به دلیل عدم وجود اتم های هماهنگ کننده مجاور، این اتم های سطحی دارای سطوح انرژی بالایی هستند که میل ترکیبی بین اکسید روی و باکتری ها را افزایش می دهد و در نتیجه کارایی باکتری کشی را بهبود می بخشد. نانو اکسید روی تحت تابش نور، تحت انتقال الکترون و انتقال انرژی قرار میگیرد و جفتهای الکترونی-روی سطح ذره ایجاد میکند. در تماس با آب و اکسیژن محیط، این جفت ها آنیون های سوپراکسید و رادیکال های هیدروکسیل (OH-) تولید می کنند. آنیونهای سوپراکسید دارای قابلیتهای ضدباکتریکشی قوی هستند، در حالی که رادیکالهای هیدروکسیل میتوانند با اکثر مواد آلی واکنش دهند-تشکیل آنها را افزایش دهند{8}}در نتیجه کارایی کلی باکتریکشی را بیشتر میکنند.
سناریوهای کاربردی: ترکیب مواد ضد باکتری اکسید روی در پلاستیک های بسته بندی مواد غذایی به جلوگیری از آلودگی غذا توسط باکتری ها و سایر میکروارگانیسم ها کمک می کند. افزودن این عوامل به دستگاه های پلاستیکی پزشکی به کاهش خطر عفونت باکتریایی کمک می کند. علاوه بر این، گنجاندن آنها در اسباب بازی های پلاستیکی کودکان به کاهش خطرات بالقوه سلامتی کودکان ناشی از تکثیر باکتری کمک می کند.
خواص مکانیکی پیشرفته
تقویت فیزیکی: ابعاد نانو اکسید روی در مقیاس نانو به آن اجازه می دهد فضاهای بینابینی بین زنجیره های مولکولی پلاستیکی را پر کند و در نتیجه یک اثر تقویت فیزیکی ایجاد کند. به عنوان مثال، افزودن مقدار مناسبی از نانو -اکسید روی به پلاستیک های پلی پروپیلن (PP) برهمکنش های سطحی قوی بین نانوذرات و ماتریس PP ایجاد می کند. این امر انتقال موثر تنش را امکان پذیر می کند و در نتیجه بهبود قابل توجهی در استحکام کششی و مدول خمشی پلاستیک PP ایجاد می کند.
چقرمگی بهبود یافته: افزودن نانو اکسید روی همچنین باعث افزایش چقرمگی پلاستیکها میشود و حساسیت آنها به شکستگی شکننده را در هنگام قرار گرفتن در معرض فشار مکانیکی کاهش میدهد.
مقاومت در برابر پیری UV
محافظ اشعه ماوراء بنفش: نانو{0}}اکسید روی به عنوان یک جاذب و محافظ بسیار کارآمد اشعه ماوراء بنفش (UV) عمل می کند که هم قادر به بازتاب و هم پراکندگی اشعه ماوراء بنفش است. انتقال الکترونی در ساختار کریستالی آن را قادر می سازد تا انرژی UV را جذب کند، و محافظت موثری در برابر اشعه ماوراء بنفش در محدوده طول موج 300-400 نانومتر (به ویژه UV{4}}B و بخشی از UV-A) ارائه می دهد. سناریوهای کاربردی: ادغام نانو اکسید روی در محصولاتی مانند لولههای PVC در فضای باز و پروفیلهای ساختمانی پلاستیکی (مانند قابهای پلاستیکی پنجرهها) به طور موثر روند پیری پلاستیک را به تاخیر میاندازد و در نتیجه عمر مفید آن را افزایش میدهد.
توسعه مواد کاربردی:
پلاستیک های رسانا: نانو{0}}اکسید روی ذاتاً دارای درجه خاصی از رسانایی الکتریکی است. از طریق تکنیکهای پردازش مناسب-مانند ترکیب با پلیمرهای رسانا یا استفاده از روشهای تخصصی دوپینگ{3}}میتوان از آن برای ساخت پلاستیکهای رسانا استفاده کرد. در صنعت الکترونیک، پلاستیکهای رسانا بهعنوان موادی برای تولید بستهبندی ضد الکتریسیته ساکن برای قطعات الکترونیکی، مواد محافظ الکترومغناطیسی و کاربردهای مشابه استفاده میشوند.
پلاستیکهای خود تمیز شونده: با استفاده از خواص فوتوکاتالیستی نانو-اکسید روی، میتوان مواد پلاستیکی فوتوکاتالیستی مجهز به قابلیتهای خود تمیز شوندگی و بویزدایی را توسعه داد. وقتی در معرض نور قرار می گیرد، نانو{4}}اکسید روی تجزیه آلاینده های آلی-مثل گریس و گرد و غبار- موجود در سطح پلاستیک را کاتالیز می کند. این مواد در بخشهایی از پلاستیک داخلی خودرو گرفته تا کالاهای پلاستیکی خانگی کاربرد دارند و به حفظ تمیزی سطح و کاهش دفعات تمیز کردن دستی کمک میکنند.
