збірник наукових праць наносистеми, наноматеріали, нанотехнології 2021, том 19, выпуск 4
Русский English Українська
Отримати статтю →
Том рік сторінка
Выпуски Автори PACS Передплатникам Для авторів
Пошук →
Розширений пошук

Выпуски

 / 

2021

 / 

том 19 / 

выпуск 4

 


Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

Abebe Belay Gemta and Diriba Tsegaye
«Structural, Morphological and Optical Properties of Manganese (Mn) and Gadolinium (Gd) Ions-Doped ZnO Nanoparticles and Their Antimicrobial Activity »
0981–0996 (2021)

PACS numbers: 61.05.cp, 61.72.Hh, 68.37.Hk, 78.40.Fy, 78.67.Bf, 87.19.xb, 87.19.xg

У цьому дослідженні наночастинки ZnO леґуються йонами Манґану (Mn) та Ґадолінію (Gd) за допомогою хемічного методу співосадження. Досліджено вплив леґування на структурні, морфологічні й оптичні властивості ZnO. Крім того, виявлено антимікробну активність наночастинок ZnO, леґованих металічними йонами Mn і Gd. Структурні, морфологічні й оптичні властивості характеризуються за допомогою рентґенівської дифракції (РД), сканувальної електронної мікроскопії і спектроскопії у видимій та ультрафіолетовій областях світла. Результати РД показують, що синтезовані наночастинки мали гексагональну фазу структури вюрциту та середній розмір кристаліту у 31–38 нм. Зменшення розміру кристаліту, параметрів ґратниці, об’єму елементарної комірки та довжини зв’язку спостерігаються після втілення йонів Mn та Gd до матриці ZnO. З іншого боку, збільшення деформації та концентрації дефектів спостерігаються після леґування Mn і Gd. Сканувальні електронно-мікроскопічні зображення показують сферичну форму з чітко визначеними розподілами, що спостерігаються. Енергетичні зонні щілини, оцінені з ультрафіолетово-видимих спектрів поглинання, виявилися у 3,35, 3,28 і 3,07 еВ для нелеґованого ZnO та леґованого Gd і Mn відповідно. Антимікробна активність нелеґованих та леґованих Mn і Gd наночастинок ZnO перевіряється проти грамнеґативних бактерій (E. coli і P. aeruginosa), грампозитивних бактерій (S. aureus і B. subtilis) і грибка (C. albicans) за допомогою імунодифузійного методу в агаровому ґелі. Результати показують, що антимікробна активність леґованих наночастинок ZnO вище в порівнянні з нелеґованими наночастинками ZnO. Як також з’ясувалося, грампозитивні бактерії більш сприйнятливі до наночастинок ZnO, ніж грамнеґативні бактерії та грибок.

Zn0.98Mn0.02O, Zn0.98Gd0.02O, метод співосадження, структура, протимікробна активність


References
1. M. Kasahun, A. Yadate, A. Belay, Z. Belay, and M. Ramalingam, Nano Biomed. Eng., 12, No. 1: 47 (2020); doi:10.5101/nbe.v12i1.p47-56
2. S. K. Mihra, R. K. Srivastava, and S. G. Prakash, Journal of Alloys and Compounds, 539: 1 (2012); doi:10.1016/j.jallcom.2012.06.024
3. J. Wang, J. Cao, B. Fang et al., Mater Lett., 59: 1405 (2005); https://doi.org/10.1016/j.matlet.2004.11.062
4. Z. L. Wang, ACS Nano, 2: 1987 (2008); https://doi.org/10.1021/nn800631r
5. M. Chaari and A. Matoussi, Phys. B: Condensed Matter, 407: 3441 (2012); doi:10.1016/j.physb.2012.04.05
6. J. Ma, J. Liu, Y. Bao et al., Ceram. Int., 39, No. 3: 2803 (2013); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.09.049
7. P. Jamdagni, P. Khatri, and I. S. Rana, Journal of King Saud University Science, 2018: 168 (2018); https://doi.org/10.1016/j.jksus.2016.10.002
8. R. Jalal, M. Abareshi, E. K. Goharshadi et al., Materials Chemistry and Physics, 121, Nos. 1–2: 198 (2010); doi:10.1016/j.matchemphys.2010.01.020
9. J. Podporska-Carroll, A. Myles, B. Quilty et al., J. Hazard Mater., 324: 39 (2017); doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.12.038
10. P. Chand, A. Gaur, A. Kumar et al., Appl. Surf. Sci., 356: 438 (2015); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.08.107
11. M. Jyoti, D. Vijay, and S. Radha, IJSRP, 3: 1 (2013).
12. G. N. Narayanan, R. S. Ganesh, and A. Karthigeyan, Thin Solid Films, 598: 39 (2016); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.11.071
13. Y. L. Zhang, Y. Yang, J. H. Zhao et al., J. Sol–Gel Sci. Technol., 51: 198 (2009); https://doi.org/10.1007/s10971-009-1959-5
14. A. Bera and D. Basak, ACS Appl. Mat. Interfaces, 1: 2066 (2009); https://doi.org/10.1021/am900422y
15. A. Naskar, S. Lee, and K. Kim, RSC Adv., 10: 1232 (2020); doi:10.1039/C9RA09512H
16. A. Bagabas, A. Alshammari, M. F. A. Aboud et al., Nanoscale Res. Lett., 8: 516 (2013); https://doi.org/10.1186/1556-276X-8-516
17. R. Wahab, S. G. Ansari, Y. S. Kim et al., Appl. Surf. Sci., 255: 4891 (2009); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.06.019
18. A. Sirelkhatim et al., Nanomicro Lett., 7, No. 3: 219 (2015); https://doi.org/10.1007/s40820-015-0040-x
19. A. J. Ahmed, Int. Res. J. Pharm., 9, No. 9: 16 (2018), doi:10.7897/2230-8407.099181
20. P. Narayanan, W. S. Wilson, A. T. Abraham, and M. Sevanan, BioNanoScience, 2, No. 4: 329 (2012); doi:10.1007/s12668-012-0061-6
21. S. Getie, A. Belay, A. R. Chandra Reddy, and Z. Belay, Journal of Nanomedicine & Nanotechnology, S8: 1 (2017); doi:10.4172/2157-7439.S8-004
22. Sh. Jeetendra, H. Nagabhushana, K. Mrudula, C. S. Naveen, P. Raghu, and H. M. Mahesh, Int. J. Electrochem. Sci., 9: 2944 (2014).
23. R. Jenkins and R. L. Synyder, Introduction to X-Ray Power Diffractometry (New York: John Wiley and Sons: 1996)
24. O. Bilgili, Acta Physica Polonica A, 136: 79 (2019); doi:10.1109/SMELEC.2010.5549430
25. W. Zhou, R. Apkarian, Z. L. Wang, and D. Joy, Fundamentals of Scanning Electron Microscopy (SEM), Scanning Microscopy for Nanotechnology: Techniques and Applications (New York: Springer: 2007), p. 1.
26. A. Khorsand Zak, M. Ebrahimizadeh Abrishami, W. H. Abd. Majid, Ramin Yousefi, S. M. Hosseini, Ceramic International, 37: 393 (2011); https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2010.08.017
27. A. B. Gemta, B. Bekele, and A. R. C. Reddy, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructure, 214: 51 (2019).
28. P. Ghosh and A. K. Sharma, Journal of Nanomaterials, 2013: ID 480164 (2013); https://doi.org/10.1155/2013/480164
29. Y. Abdollahi, A. H. Abdullah, Z. Zainal, and N. A. Yusof, International Journal of Basic & Applied Sciences IJBAS-IJENS, 11, No. 4: 62 (2015).
30. R. K. Sharma, S. Patel, and K. C. Pargaien, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol., 3: 035005 (2012); https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2043-6262/3/3/035005
31. M. Sarfraz, N. Ahmed, K. U. Haq, S. H. SHahida, and M. A. Khana, Materials Science-Poland, 37, No. 2: 280 (2019); https://doi.org/10.2478/msp-2019-0029
32. M. Aparecida, R. Bonifacio, H. d. L. Lira, L. S. Neiva, and L. Gama, Materials Research, 20, No. 4: 1044 (2017); https://doi.org/10.1590/1980-5373-mr-2015-0765
33. G. Vijayaprasath, G. Ravi, A. S. Haja Hameed, and T. Mahalingam, J. Phys. Chem. C, 118: 9715 (2014); https://doi.org/10.1021/jp411848t
34. S. D. Senol, B. Yalcin, E. Ozugurlu, and L. Arda, Mater. Res. Express, 7: 015079 (2020).
35. J. H. Zheng, J. L. Song, Z. Zhao, Q. Jiang, and J. S. Lian, 47, No. 7: 713 (2012); https://doi.org/10.1002/crat.201200026
36. S. S. Sartiman, N. F. Djaja, and R. Saleh, 4: 528 (2013); doi:10.4236/msa.2013.49065
37. Sh. A. Khan, S. Shahid, W. Bashir, S. Kanwal, and A. Iqbal, Tropical Journal of Pharmaceutical Research, 16, No. 10: 2331 (2017); http://dx.doi.org/10.4314/tjpr.v16i10.4
38. A. F. Fathima, R. J. Mani, K. Sakthipandi, K. Manimala, and A. Hossain, Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials, 30, Iss. 7: 2397 (2019); https://doi.org/10.1007/s10904-019-01400-z
39. Z. E. Karvani and P. Chehrazi, African Journal of Microbiology Research, 5, No. 2: 1368 (2011); doi:10.5897/AJMR10.159.
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.
Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача