شیمى کاربردى روز

شیمى کاربردى روز

سنتز نانوذرات اکسیدهای فلزی (Mg و Cu): سنتز سبز، مشخصه‌یابی و بررسی خواص ضدباکتری

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه سمنان، دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، سمنان، ایران
2 دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
چکیده
در این پژوهش، نانوذرات اکسید فلزی MgO و CuO به روش سنتز سبز با استفاده از عصاره گیاه خرگوشک تهیه و ویژگی‌های ساختاری، شیمیایی و زیستی آن‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. الگوی XRD نشان داد که نانوذرات MgO و CuO با موفقیت سنتز شده‌اند و به‌ترتیب دارای درصد بلورینگی 63.5٪ و 39.1٪ بوده‌اند. اندازه بلورک نیز به‌ترتیب حدود 14 و 21 نانومتر محاسبه شد. طیف‌های FTIR حضور باندهای شاخص مربوط به پیوندهای Mg-O و Cu-O را تأیید کرد. تصاویر FESEM نشان داد که نانوذرات MgO دارای مورفولوژی نانومیله‌ای/نانوسوزنی متراکم با قطر تقریبی 50 تا 150 نانومتر و طول 300 تا 800 نانومتر هستند، در حالیکه نانوذرات CuO ساختاری سه‌بعدی، اسفنجی و متخلخل با منافذ به‌هم‌پیوسته در محدوده 200 تا 800 نانومتر از خود نشان دادند. ارزیابی فعالیت آنتی‌باکتریال نانوذرات نشان داد که هر دو نوع نانوذره برای باکتری گرم‌منفی E. coli مقادیر یکسان MIC و MBC معادل 270 µg/mL داشتند که نشان‌دهنده نیاز به غلظت‌های بالاتر برای مهار این باکتری است. در مقابل، فعالیت مهاری در برابر باکتری گرم‌مثبت S. aureus بسیار قوی‌تر بود؛ به‌طوری‌که نانوذرات MgO دارای MIC و MBC برابر 135 µg/mL بودند. نانوذرات CuO بیشترین فعالیت آنتی‌باکتریال را نشان دادند و با MIC = MBC = 33.75 µg/mL قادر به مهار کامل S. aureus بودند. این نتایج بیانگر فعالیت آنتی‌باکتریال به‌مراتب قوی‌تر CuO در مقایسه با MgO بوده و نشان می‌دهد که ساختار متخلخل و سطح فعال بالاتر این نانوذرات می‌تواند نقش مهمی در افزایش کارایی ضدمیکروبی آن‌ها ایفا کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Phyto nano-synthesis of Metal Oxide (Mg, Cu) Nanoparticles: Green Synthesis, Characterizations, and Antibacterial Activity

نویسندگان English

Hassan Koohestani 1
Ali Balooch 2
Aida Ghodrati Nezhad 2
1 Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran.
2 Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Semnan University, Semnan, Iran
چکیده English

In recent years, metal oxide nanoparticles have attracted considerable attention in various scientific and technological fields due to their unique physicochemical properties. In this study, MgO and CuO metal oxide nanoparticles were synthesized via a green synthesis approach using Verbascum extract, and their structural, chemical, and biological properties were investigated. XRD analysis confirmed the successful synthesis of MgO and CuO nanoparticles with crystallinity percentages of 63.5% and 39.1%, respectively. The crystallite sizes were estimated to be approximately 14 and 21 nm for MgO and CuO, respectively. FTIR spectra verified the presence of characteristic Mg-O and Cu-O bonds. FESEM images revealed that MgO nanoparticles exhibited a dense nanorod/nanoneedle morphology with diameters ranging from approximately 50 to 150 nm and lengths of 300 to 800 nm. In contrast, CuO nanoparticles displayed a three-dimensional porous sponge-like structure with interconnected pores in the range of 200 to 800 nm. EDS analysis further confirmed the high purity of the synthesized nanoparticles. Antibacterial evaluation demonstrated that both nanoparticles exhibited identical MIC and MBC values of 270 µg/mL against the Gram-negative bacterium Escherichia coli, indicating the need for relatively high concentrations to inhibit the bacterium. In contrast, significantly stronger antibacterial activity was observed against the Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus. MgO nanoparticles showed MIC and MBC values of 135 µg/mL, while CuO nanoparticles exhibited the highest antibacterial efficacy with MIC = MBC = 33.75 µg/mL, resulting in complete inhibition of S. aureus. These findings indicate the superior antibacterial performance of CuO nanoparticles compared with MgO, which may be attributed to their porous structure and higher active surface area, enhancing their antimicrobial effectiveness.

کلیدواژه‌ها English

Green Synthesis
Nanoparticles
Copper Oxide
Magnesium Oxide
Verbascum extract

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 09 شهریور 1405