Published March 1, 2024 | Version v1
Publication Open

Effect of Co‐Surfactants on Properties and Bactericidal Activity of Cu<sub>2</sub>O and Hybrid Cu<sub>2</sub>O/Ag Particles

Creators

  • 1. Hanoi University of Industry
  • 2. Vietnam Academy of Science and Technology
  • 3. Hanoi National University of Education

Description

Nanomaterials based on metal oxides, especially Cu2 O, have received much attention in recent years due to the many unique properties of the surface plasmon resonance they provide. The report presented the co-precipitation method, a simple preparation method to produce Cu2 O oxide particles. In addition, to improve the unique antibacterial properties of Cu2 O, a proposed method is to attach Ag nanoparticles to the surface of Cu2 O particles. The Cu2 O and Cu2 O-Ag particles were synthesized based on redox reactions using ascorbic acid (LAA) as a reducing agent. Moreover, in this experiment, two surfactants, polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) and sodium dodecyl sulfate (SDS), were added during the manufacturing process to create particle samples and particle combinations with better properties than the original sample. Changes in the characteristics and properties of particle samples are determined by many different physical and chemical methods such as ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (IR), noise X-ray radiation (XRD), scanning electron microscope (SEM), dynamic light scattering (DLS), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and transmission electron microscopy (TEM). Finally, the activity against bacteria, including E. coli and S. aureus, was also tested using the agar well diffusion method to determine the zone of inhibition. The results improved the particle size value, which decreased by half to 200 nm when two additional surfactants, PEG and SDS, were added. In addition, the antibacterial ability has also been shown to increase significantly when the diameter of the bacterial inhibition zone increased significantly, reaching values of 20 mm (Cu2 O/Ag/SDS) and 32 mm (Cu2 O/Ag/PEG) for the E. coli bacterial strain. The initial test sample was only about 14 mm in size. The S. aureus bacterial strain also had a similar improvement trend after adding Ag to the Cu2 O surface with the appearance of two surfactants, SDS and PEG. The inhibition zone diameter values reached the optimal value at 36 mm in the Cu2 O/Ag/PEG particle combination sample compared to only the initial 26 mm in the Cu2 O particle sample. Finally, the particle samples are added to the acrylic emulsion paint film to evaluate the changes. Positive results were obtained, such as improvement in adhesion (1.22 MPa), relative hardness (240/425), and sand drop resistance (100 L/mil) in the Cu2 O/Ag/PEG particle combination sample, which showed the correctness and accuracy of the research.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

حظيت المواد النانوية القائمة على أكاسيد المعادن، وخاصة أكسيد النحاس، باهتمام كبير في السنوات الأخيرة بسبب العديد من الخصائص الفريدة لرنين البلازمون السطحي الذي توفره. قدم التقرير طريقة الترسيب المشترك، وهي طريقة تحضير بسيطة لإنتاج جزيئات أكسيد Cu2 O. بالإضافة إلى ذلك، لتحسين الخصائص المضادة للبكتيريا الفريدة لـ Cu2 O، تتمثل الطريقة المقترحة في ربط جسيمات Ag النانوية بسطح جسيمات Cu2 O. تم تصنيع جزيئات Cu2 O و Cu2 O - Ag بناءً على تفاعلات الأكسدة باستخدام حمض الأسكوربيك (LAA) كعامل اختزال. علاوة على ذلك، في هذه التجربة، تمت إضافة مادتين خافضتين للتوتر السطحي، هما البولي إيثيلين جليكول 6000 (PEG 6000) وكبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS)، أثناء عملية التصنيع لإنشاء عينات جسيمية وتوليفات جسيمية ذات خصائص أفضل من العينة الأصلية. يتم تحديد التغييرات في خصائص وخصائص عينات الجسيمات من خلال العديد من الطرق الفيزيائية والكيميائية المختلفة مثل التحليل الطيفي بالأشعة فوق البنفسجية المرئية (UV - Vis)، التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء (IR)، الأشعة السينية للضوضاء (XRD)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، تشتت الضوء الديناميكي (DLS)، التحليل الطيفي للأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDS)، والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM). أخيرًا، تم اختبار النشاط ضد البكتيريا، بما في ذلك E. coli و S. aureus، باستخدام طريقة نشر آجار البئر لتحديد منطقة التثبيط. أدت النتائج إلى تحسين قيمة حجم الجسيمات، والتي انخفضت بمقدار النصف إلى 200 نانومتر عند إضافة اثنين من المواد الخافضة للتوتر السطحي الإضافية، PEG و SDS. بالإضافة إلى ذلك، ثبت أيضًا أن القدرة المضادة للبكتيريا تزداد بشكل كبير عندما زاد قطر منطقة التثبيط البكتيرية بشكل كبير، حيث وصلت إلى قيم 20 مم (Cu2 O/Ag/SDS) و 32 مم (Cu2 O/Ag/PEG) لسلالة بكتيريا E. coli. كان حجم عينة الاختبار الأولية حوالي 14 ملم فقط. كان للسلالة البكتيرية S. aureus أيضًا اتجاه تحسن مماثل بعد إضافة Ag إلى سطح Cu2 O مع ظهور اثنين من المواد الخافضة للتوتر السطحي، SDS و PEG. وصلت قيم قطر منطقة التثبيط إلى القيمة المثلى عند 36 مم في عينة تركيبة جسيمات Cu2 O/Ag/PEG مقارنةً بـ 26 مم الأولية فقط في عينة جسيمات Cu2 O. أخيرًا، تتم إضافة عينات الجسيمات إلى طبقة طلاء مستحلب الأكريليك لتقييم التغييرات. تم الحصول على نتائج إيجابية، مثل التحسن في الالتصاق (1.22 ميجا باسكال)، والصلابة النسبية (240/425)، ومقاومة سقوط الرمل (100 لتر/مل) في عينة مزيج جسيمات Cu2 O/Ag/PEG، والتي أظهرت صحة ودقة البحث.

Translated Description (French)

Les nanomatériaux à base d'oxydes métalliques, en particulier Cu2 O, ont reçu beaucoup d'attention ces dernières années en raison des nombreuses propriétés uniques de la résonance plasmonique de surface qu'ils fournissent. Le rapport présentait la méthode de coprécipitation, une méthode de préparation simple pour produire des particules d'oxyde de Cu2 O. En outre, pour améliorer les propriétés antibactériennes uniques de Cu2 O, une méthode proposée consiste à fixer des nanoparticules d'Ag à la surface des particules de Cu2 O. Les particules Cu2 O et Cu2 O-Ag ont été synthétisées sur la base de réactions redox en utilisant l'acide ascorbique (LAA) comme agent réducteur. De plus, dans cette expérience, deux tensioactifs, le polyéthylène glycol 6000 (PEG 6000) et le dodécyl sulfate de sodium (SDS), ont été ajoutés au cours du processus de fabrication pour créer des échantillons de particules et des combinaisons de particules ayant de meilleures propriétés que l'échantillon d'origine. Les changements dans les caractéristiques et les propriétés des échantillons de particules sont déterminés par de nombreuses méthodes physiques et chimiques différentes telles que la spectroscopie ultraviolette-visible (UV-Vis), la spectroscopie infrarouge (IR), le rayonnement X de bruit (XRD), le microscope électronique à balayage (SEM), la diffusion dynamique de la lumière (DLS), la spectroscopie X à dispersion d'énergie (EDS) et la microscopie électronique à transmission (TEM). Enfin, l'activité contre les bactéries, dont E. coli et S. aureus, a également été testée en utilisant la méthode de diffusion en puits d'agar pour déterminer la zone d'inhibition. Les résultats ont amélioré la valeur de la taille des particules, qui a diminué de moitié pour atteindre 200 nm lorsque deux tensioactifs supplémentaires, PEG et SDS, ont été ajoutés. En outre, il a également été démontré que la capacité antibactérienne augmentait de manière significative lorsque le diamètre de la zone d'inhibition bactérienne augmentait de manière significative, atteignant des valeurs de 20 mm (Cu2 O/Ag/SDS) et 32 mm (Cu2 O/Ag/PEG) pour la souche bactérienne E. coli. La taille de l'échantillon d'essai initial n'était que d'environ 14 mm. La souche bactérienne S. aureus présentait également une tendance à l'amélioration similaire après l'ajout d'Ag à la surface de Cu2 O avec l'apparition de deux tensioactifs, le SDS et le PEG. Les valeurs de diamètre de la zone d'inhibition ont atteint la valeur optimale à 36 mm dans l'échantillon de combinaison de particules Cu2 O/Ag/PEG par rapport aux 26 mm initiaux dans l'échantillon de particules Cu2 O. Enfin, les échantillons de particules sont ajoutés au film de peinture en émulsion acrylique pour évaluer les changements. Des résultats positifs ont été obtenus, tels que l'amélioration de l'adhérence (1,22 MPa), de la dureté relative (240/425) et de la résistance aux chutes de sable (100 L/mil) dans l'échantillon de la combinaison de particules Cu2 O/Ag/PEG, qui ont montré l'exactitude et la précision de la recherche.

Translated Description (Spanish)

Los nanomateriales basados en óxidos metálicos, especialmente el Cu2O, han recibido mucha atención en los últimos años debido a las muchas propiedades únicas de la resonancia de plasmones superficiales que proporcionan. El informe presentó el método de coprecipitación, un método de preparación simple para producir partículas de óxido de Cu2O. Además, para mejorar las propiedades antibacterianas únicas del Cu2O, un método propuesto es unir nanopartículas de Ag a la superficie de las partículas de Cu2O. Las partículas de Cu2 O y Cu2 O-Ag se sintetizaron en función de reacciones redox utilizando ácido ascórbico (laa) como agente reductor. Además, en este experimento, se añadieron dos tensioactivos, polietilenglicol 6000 (PEG 6000) y dodecilsulfato de sodio (SDS), durante el proceso de fabricación para crear muestras de partículas y combinaciones de partículas con mejores propiedades que la muestra original. Los cambios en las características y propiedades de las muestras de partículas se determinan mediante muchos métodos físicos y químicos diferentes, como la espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis), la espectroscopia infrarroja (IR), la radiación de rayos X de ruido (XRD), el microscopio electrónico de barrido (SEM), la dispersión dinámica de luz (DLS), la espectroscopia de rayos X de dispersión de energía (EDS) y la microscopía electrónica de transmisión (TEM). Finalmente, también se probó la actividad contra bacterias, incluidas E. coli y S. aureus, utilizando el método de difusión de pocillos de agar para determinar la zona de inhibición. Los resultados mejoraron el valor del tamaño de partícula, que disminuyó a la mitad a 200 nm cuando se añadieron dos tensioactivos adicionales, PEG y SDS. Además, también se ha demostrado que la capacidad antibacteriana aumenta significativamente cuando el diámetro de la zona de inhibición bacteriana aumenta significativamente, alcanzando valores de 20 mm (Cu2 O/Ag/SDS) y 32 mm (Cu2 O/Ag/PEG) para la cepa bacteriana de E. coli. La muestra de prueba inicial tenía solo aproximadamente 14 mm de tamaño. La cepa bacteriana de S. aureus también tuvo una tendencia de mejora similar después de añadir Ag a la superficie de Cu2O con la aparición de dos tensioactivos, SDS y PEG. Los valores del diámetro de la zona de inhibición alcanzaron el valor óptimo a 36 mm en la muestra de combinación de partículas de Cu2 O/Ag/PEG en comparación con solo los 26 mm iniciales en la muestra de partículas de Cu2 O. Finalmente, las muestras de partículas se añaden a la película de pintura de emulsión acrílica para evaluar los cambios. Se obtuvieron resultados positivos, como la mejora en la adhesión (1.22 MPa), la dureza relativa (240/425) y la resistencia a la caída de arena (100 L/mil) en la muestra de combinación de partículas de Cu2 O/Ag/PEG, que mostró la corrección y precisión de la investigación.

Files

open.202300274.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c639cd3bafffb8ad91abcd3820ddaaf0
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تأثير المواد الخافضة للتوتر السطحي على الخصائص والنشاط البكتيري لـ Cu<sub>2</sub>O وجسيمات Cu<sub>2</sub>O/Ag الهجينة
Translated title (French)
Effet des co-tensioactifs sur les propriétés et l'activité bactéricide des particules de Cu<sub>2</sub>O et de Cu<sub>2</sub>O hybride/Ag
Translated title (Spanish)
Efecto de los co-tensioactivos sobre las propiedades y la actividad bactericida del Cu<sub>2</sub>O y las partículas híbridas de Cu<sub>2</sub>O/Ag

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392358234
DOI
10.1002/open.202300274

Is supplement to
https://openalex.org/W4290258708 (Other)
https://openalex.org/W3212964038 (Other)
https://openalex.org/W2410155092 (Other)
https://openalex.org/W2394979372 (Other)
https://openalex.org/W2385551767 (Other)
https://openalex.org/W2239919633 (Other)
https://openalex.org/W2130767824 (Other)
https://openalex.org/W2085044184 (Other)
https://openalex.org/W1992943367 (Other)
https://openalex.org/W1491785374 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W2019575697
  • https://openalex.org/W2086813690
  • https://openalex.org/W2092330391
  • https://openalex.org/W2397236253
  • https://openalex.org/W2529795496
  • https://openalex.org/W2576375274
  • https://openalex.org/W2594450759
  • https://openalex.org/W2789163539
  • https://openalex.org/W2793423966
  • https://openalex.org/W2811051982
  • https://openalex.org/W2888379898
  • https://openalex.org/W2893196103
  • https://openalex.org/W2897753890
  • https://openalex.org/W2900481034
  • https://openalex.org/W2964389104
  • https://openalex.org/W2971987105
  • https://openalex.org/W2990741569
  • https://openalex.org/W3007749553
  • https://openalex.org/W3042037230
  • https://openalex.org/W3092582261
  • https://openalex.org/W3133806876
  • https://openalex.org/W3162733120
  • https://openalex.org/W3206606524
  • https://openalex.org/W4205848795
  • https://openalex.org/W4229058218
  • https://openalex.org/W4284671567
  • https://openalex.org/W4293559749
  • https://openalex.org/W4310266360
  • https://openalex.org/W4313333973
  • https://openalex.org/W4317666153
  • https://openalex.org/W4320482608
  • https://openalex.org/W4321019885
  • https://openalex.org/W4360980780
  • https://openalex.org/W4380930287
  • https://openalex.org/W4381740422
  • https://openalex.org/W4386192224