Synthèse verte facile in situ d'Ag

Jun 02, 2024

Rapports scientifiques volume 12, Numéro d'article : 15359 (2022) Citer cet article

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Dans ce travail, des nanocomposites Ag – ZnO ont été préparés par une voie de synthèse verte en utilisant un extrait aqueux de feuilles de Tetradenia riperia et étudiés pour leur activité antibactérienne contre Escherichia coli et Staphylococcus aureus. Pour optimiser la synthèse de Ag – ZnO, les effets des concentrations de précurseurs, du pH et des températures ont été étudiés. Les nanocomposites Ag – ZnO ont été caractérisés par XRD, ATR-FTIR, FESEM et TEM. Les résultats montrent que la concentration de 8 % d’Ag, la température de 80 °C et un pH de 7 à 8 étaient optimaux pour la synthèse de nanocomposites Ag-ZnO. L'analyse XRD a montré une diminution de la taille des particules d'Ag – ZnO de 23,6 à 14,8 nm avec une augmentation des concentrations d'Ag, ce qui a été en outre confirmé par l'analyse FESEM. L'image TEM de 8 % d'Ag fournit plus d'informations sur la coexistence de Ag sur ZnO où une taille moyenne de particules de 14,8 nm a été déterminée. L'analyse ATR-FTIR a confirmé la présence de composés phénoliques, qui agissent comme agents réducteurs et stabilisants. Les résultats de l'activité antimicrobienne montrent que le nanocomposite Ag – ZnO a démontré un pouvoir antimicrobien plus élevé sur E. coli que sur S. aureus. Par conséquent, l’extrait de feuille de Tetradenia riperia constitue une voie viable pour la synthèse de nanocomposites Ag – ZnO destinés à diverses applications, notamment la désinfection de l’eau.

Les objectifs de développement durable (ODD 2030) consacrent, à travers l’objectif six, une déclaration selon laquelle l’eau potable et l’assainissement sont essentiels au développement humain1. En effet, les infections d’origine hydrique causées par des micro-organismes constituent l’une des principales causes de décès dans le monde2,3. Par conséquent, la nécessité de trouver des technologies abordables, efficaces, polyvalentes et durables pour contrôler et éliminer les microbes de l’eau potable est inévitable3. La mise en œuvre de technologies de désinfection de l'eau pour éliminer les agents pathogènes dans les systèmes de traitement de l'eau centralisés et décentralisés est réalisée par des méthodes conventionnelles qui incluent la chloration, l'ozonation et le traitement aux ultraviolets3,4. Cependant, la chloration est limitée par la formation de sous-produits toxiques, tandis que l'ozonation et les ultraviolets n'offrent aucune protection contre la recontamination dans les réseaux de distribution4,5. Cela nécessite donc le déploiement de technologies de traitement alternatives.

Ces dernières années, la nanotechnologie via les nanomatériaux est apparue comme un outil efficace et polyvalent pour la désinfection de l’eau grâce à sa capacité à lutter contre les agents pathogènes résistants. Normalement, les microbes s’adaptent à la résistance aux médicaments en se protégeant contre toute attente et en mutant pour leur permettre de survivre et de se reproduire même dans des environnements difficiles6. Les nanomatériaux ont été étudiés comme solution potentielle aux problèmes de désinfection de l'eau4,7, car les agents pathogènes ont du mal à acquérir une résistance aux nanoparticules qui ciblent plusieurs composants bactériens, par rapport à l'utilisation de matériaux en vrac lors des techniques de traitement conventionnelles. L’utilisation de l’argent métallique comme agent antimicrobien est documentée depuis l’Antiquité8. Depuis le XIXe siècle, les ions argent sont associés à des effets bactéricides9. Récemment, la prévalence de la résistance aux antimicrobiens aux antibiotiques a augmenté, c'est pourquoi l'utilisation de l'argent comme désinfectant est inévitable. L’argent est désormais utilisé dans des produits de consommation tels que les textiles, les cosmétiques et les instruments médicaux10,11,12 sous forme de nanoparticules préparées par réduction chimique de sels d’argent13. De plus, des études ont documenté son potentiel dans la désinfection de l’eau14,15,16,17. Par conséquent, l’argent est un candidat fascinant et prometteur à explorer en raison de ses capacités inhibitrices et antibactériennes parmi diverses nanoparticules métalliques6,18. Cependant, les nanoparticules d’argent peuvent s’agréger lorsque leur taille est très réduite, ce qui limite leurs propriétés chimiques et antimicrobiennes. Par conséquent, pour relever ce défi, l’argent peut être recouvert soit de polymères pour fabriquer des nanocomposites polymères6,18, soit d’une couche d’oxyde métallique, comme l’oxyde de magnésium, l’oxyde de calcium et l’oxyde de zinc, pour former une forme noyau-coquille qui offre une haute résistance. superficie6. De plus, lorsque les nanomatériaux sont mis en synergie, des nanocomposites hybrides plus puissants que les nanoparticules individuelles peuvent être produits ; ceux-ci sont censés combiner les propriétés des éléments constitutifs19.