Синтез серебряных наночастиц в биополимерной матрице на основе диальдегидкарбоксиметилцеллюлозы/серицина

Abstract

В данном исследовании изучен процесс формирования серебряных наночастиц (Ag НЧ) в матрице привитого сополимера на основе диальдегидкарбоксиметилцеллюлозы (ДАКМЦ) и шелкового серицина. В результате образования оснований Шиффа между альдегидными группами ДАКМЦ и аминогруппами серицина формируется устойчивая биополимерная сеть, обеспечивающая одновременную редукцию и стабилизацию наночастиц. Механизм фотохимического восстановления ионов серебра до металлического состояния, а также их взаимодействие с полимерной матрицей были всесторонне проанализированы. Структура и морфология полученных нанокомпозитов охарактеризованы с использованием методов ИК-Фурье и УФ-видимой спектроскопии. Согласно результатам исследования, установлено, что стабильные серебряные наночастицы сферической и игольчатой формы размером 30–90 нм равномерно распределены в полимерной матрице. Полученные результаты свидетельствуют о высоком потенциале биополимерных систем на основе ДАКМЦ/серицин для применения в качестве функциональных нанокомпозитов, в частности, при разработке антимикробных материалов.

In this study, the formation of silver nanoparticles (Ag NPs) within a graft copolymer matrix based on dialdehyde carboxymethyl cellulose (DCMC) and silk sericin was investigated. The formation of Schiff bases between the aldehyde groups of DCMC and the amino groups of sericin leads to the development of a stable biopolymer network, which enables both the reduction and stabilization of nanoparticles. The mechanism of photochemical reduction of silver ions to the metallic state, as well as their interaction with the polymer matrix, was comprehensively analyzed. The structure and morphology of the obtained nanocomposites were characterized using Fouriertransform infrared (FTIR) and UV–visible spectroscopy methods. According to the obtained results, stable silver nanoparticles with spherical and needle-like morphologies, with sizes in the range of 30–90 nm, were uniformly distributed within the polymer matrix. The findings demonstrate the high potential of DCMC/sericin-based biopolymer systems for application as functional nanocomposites, particularly in the development of antimicrobial materials.