From Solution to Substance: CBD-Grown Ag2O Nanoparticles as a Smart Antibacterial Shield

Aisha A. Alayeb; Omar F. Farhat; Mounira F.  Alrakshy; Saleh Mohammed Al-maaqar

المؤلفون

عائشة أحمد العايب قسم الفيزياء، كلية العلوم، الجامعة الأسمرية الإسلامية، زليتن، ليبيا.
عمر فرج فرحات قسم الفيزياء، كلية العلوم، الجامعة الأسمرية الإسلامية، زليتن، ليبيا.
منيرة فرج الراكشي قسم الفيزياء، كلية العلوم، الجامعة الأسمرية الإسلامية، زليتن، ليبيا.
صالح محمد المعقر قسم الأحياء، كلية التربية، جامعة البيضاء، البيضاء، اليمن.

الكلمات المفتاحية:

جسيمات أكسيد الفضة النانوية، الترسيب الكيميائي بالحمام (CBD)، الفعالية المضادة للبكتيريا، الطلاءات المضادة للميكروبات، اختبار انتشار الحُفَر في وسط الأجار

الملخص

في هذا العمل، تم تحضير جسيمات نانوية من أكسيد الفضة الأحادي (Ag₂O) باستخدام عملية حمام الترسيب الكيميائي (CBD)، وهي المرة الأولى التي تُستخدم فيها هذه التقنية لإنتاج أكسيد الفضة الأحادي على ركائز زجاجية. باستخدام هيكساميثلين رباعي أمين (HMTA) ونترات الفضة (AgNO₃) كمواد أولية، أُجريت عملية التحضير لمدة ثلاث ساعات عند درجة حرارة 95 درجة مئوية، تلاها التلدين عند درجة حرارة 200 درجة مئوية لتحسين التبلور. اكتُشفت شبكة مسامية من جسيمات نانوية كروية الشكل وغير منتظمة الشكل ذات خشونة سطح عالية من خلال التوصيف الدقيق باستخدام مجهر مسح إلكتروني بانبعاث المجال (FESEM). يشير هذا إلى أن هذه الجسيمات النانوية تتمتع بتفاعلية أعلى في التطبيقات التحفيزية والمضادة للبكتيريا. تم إثبات وجود طور أكسيد فضة غير متكافئ القياس من خلال تأكيد تركيبة يهيمن عليها الأكسجين (42.93%) والفضة (57.07%) باستخدام مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX). وتم تأكيد بنية بلورية مكعبة ذات قمم بارزة عند 2θ ≈ 32.8° (111)، و38.1° (200)، و54.8° (220)، و65.5° (311) باستخدام تحليل حيود الأشعة السينية (XRD). بلغ متوسط حجم الحبيبات 21.3 نانومتر، وبلغت قيمة معامل الشبكة حوالي 4.73 أنجستروم. أظهر تحليل PL لعينة Ag_₂O ثلاث قمم مميزة عند 378.64 nm، 556.33 nm، و756.45 nm، مما يدل على وجود عيوب سطحية وداخلية نشطة بصريًا. هذه العيوب تساهم في تعزيز الفعالية المضادة للبكتيريا عبر آليات توليد ROS والتفاعل مع جدران الخلايا البكتيرية. استُخدم اختبار انتشار بئر الأجار لتقييم الفعالية المضادة للبكتيريا ضد بكتيريا الكلبسيلة الرئوية، والمكورات العنقودية الذهبية، والإشريكية القولونية، والزائفة الزنجارية. على الرغم من أنه كان أقل فعالية من السيبروفلوكساسين ضد الزائفة الزنجارية، إلا أن Ag₂O أظهر مناطق تثبيط قوية (مثل 24 مم ضد المكورات العنقودية الذهبية). تُظهر هذه النتائج إمكانات Ag₂O كمادة نانوية مرنة لتخزين الطاقة، والتحفيز، والطلاءات المضادة للميكروبات، بالإضافة إلى فوائد تقنية CBD من حيث قابلية التوسع والصداقة البيئية مقارنةً بطرق الترسيب التقليدية أو الطرق الحرارية المائية.

التنزيلات

تنزيل البيانات ليس متاحًا بعد.

المراجع

Abuelsamen, A. A., Mahmud, S., Seeni, A., Kaus, N. H. M., & Farhat, O. F. (2017). Effects of precursor concentrations on the optical and morphological properties of ZnO nanorods on glass substrate for UV photodetector. Superlattices and Microstructures, 111, 536-545.

Ahmed, S., Ahmad, M., Swami, B. L., & Ikram, S. (2016). A review on plant extract-mediated synthesis of silver nanoparticles for antimicrobial applications: a green expertise. Journal of Advanced Research, 7(1), 17-28.‏

Bockris, J. O. M., Reddy, A. K., & Gamboa-Aldeco, M. (2000). Modern electrochemistry 2A: fundamentals of electrodics. Boston, MA: Springer US.

Bragg, W. H., & Bragg, W. L. (1913). The reflection of X-rays by crystals. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 88(605), 428-438.‏

Cullity, B. (1986). Elements of X-ray Diffraction. Hsin Yueh.

Dhir, R., Chauhan, S., Subham, P., Kumar, S., Sharma, P., Shidiki, A., & Kumar, G. (2024). Plant-mediated synthesis of silver nanoparticles: unlocking their pharmacological potential–a comprehensive review. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 11, 1324805.

El-Ghmari, B., Farah, H. & Ech-Chahad, A. (2021). A new approach for the green biosynthesis of Silver Oxide nanoparticles Ag2O, characterization, and catalytic application. Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 16(3), 651-660.

Farhat, O. F., Halim, M. M., Abdullah, M. J., Ali, M. K., & Allam, N. K. (2015). Morphological and structural characterization of single-crystal ZnO nanorod arrays on flexible and non-flexible substrates. Beilstein journal of nanotechnology, 6(1), 720-725.‏

Gudkov, S. V., Serov, D. A., Astashev, M. E., Semenova, A. A., & Lisitsyn, A. B. (2022). Ag2O nanoparticles as a candidate for antimicrobial compounds of the new generation. Pharmaceuticals, 15(8), 968.‏

Gungure, A. S., Jule, L. T., Nagaprasad, N., & Ramaswamy, K. (2024). Studying the properties of green-synthesized silver oxide nanoparticles in the application of organic dye degradation under visible light. Scientific Reports, 14(1), 26967.‏

Han, B. (2021). Silver-based catalysts for the selective oxidation of cyclic hydrocarbons under mild conditions. Doctoral dissertation, University of Sheffield.

Liu, J., Wei, S., Chen, T., Wang, X., Li, Y., Li, W., ... & Zhao, X. (2026). Development of green chitosan/gelatin coating reinforced with photothermal ZnO nanoparticles for light-responsive antibacterial packaging application. Food Packaging and Shelf Life, 54, 101729.

Muhammad, S., Ali, A., Zahoor, S., Xinghua, X., Shah, J., Hamza, M., ... & Iqbal, A. (2023). Synthesis of Silver oxide nanoparticles and its antimicrobial, anticancer, anti-inflammatory, wound healing, and immunomodulatory activities: A review. Acta Scientific Applied Physics, 3(7), 33-48.‏

Niakan, M., Pouladi, I., Kaviani, R., & Esmaili, E. (2019). Antimicrobial effect of zinc oxide and silver nitrate nanoparticles against S. aureus, A. baumannii, and P. aeruginosa.‏ Journal of Basic and Clinical Pathophysiology, 7(1), 27-30.

Pathan, H. M., & Lokhande, C. (2004). Deposition of metal chalcogenide thin films by successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. Bulletin of Materials Science, 27(2), 85-111.‏

Rai, M. K., Deshmukh, S. D., Ingle, A. P., & Gade, A. K. (2012). Silver nanoparticles: the powerful nanoweapon against multidrug‐resistant bacteria. Journal of Applied Microbiology, 112(5), 841-852.

Rodrigues, A. S., Batista, J. G., Rodrigues, M. Á., Thipe, V. C., Minarini, L. A., Lopes, P. S., & Lugão, A. B. (2024). Advances in silver nanoparticles: a comprehensive review on their potential as antimicrobial agents and their mechanisms of action elucidated by proteomics. Frontiers in Microbiology, 15, 1440065.‏

Saka, A., Dey, S. R., Jule, L. T., Krishnaraj, R., Dhanabal, R., Mishra, N., & Nagaprasad, N. (2024). Investigating antibacterial activity of biosynthesized silver oxide nanoparticles using Phragmanthera macrosolen L. leaf extract. Scientific Reports, 14(1), 26850.‏

Shaalan, M. I., El-Mahdy, M. M., Theiner, S., El-Matbouli, M., & Saleh, M. (2017). In vitro assessment of the antimicrobial activity of silver and zinc oxide nanoparticles against fish pathogens. Acta Veterinaria Scandinavica, 59(1), 49.‏

Zúñiga-Miranda, J., Vaca-Vega, D., Vizuete, K., Carrera-Pacheco, S. E., Gonzalez-Pastor, R., Heredia-Moya, J., ... & Guamán, L. P. (2024). Green synthesis of silver oxide nanoparticles from mauritia flexuosa fruit extract: Characterization and bioactivity assessment. Nanomaterials, 14(23), 1875.‏