ВИКОРИСТАННЯ НАНОЧАСТОК СРІБЛА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА НАТУРАЛЬНОЇ ШКІРИ З АНТИМІКРОБНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2026.2.11Ключові слова:
шкіра, біоциди, антимікробні властивості, наночастки срібла, властивості шкіряних матеріалівАнотація
У статті досліджено перспективи надання натуральній шкірі антимікробних властивостей з використанням сучасних нанотехнологій. Встановлено, що здатність натуральної шкіри адсорбувати вологу та поживні речовини створює сприятливе середовище для росту патогенних мікроорганізмів, що призводить до появи неприємного запаху, знебарвлення та зниження механічної міцності взуття. Особливу увагу приділено медичному аспекту: ризику розвитку інфекцій стопи, мікозів та діабетичних виразок, що зумовлює критичну потребу у створенні взуттєвих матеріалів із пролонгованою захисною дією.
Проаналізовано недоліки традиційних біоцидів, що застосовують при виробництві натуральної шкіри, зокрема їхню високу токсичність для довкілля та жорсткі обмеження з боку міжнародних екологічних директив в частині біобезпечності. Як ефективну альтернативу розглянуто використання біологічно безпечних агентів – наночасток металів. Основний акцент у роботі зроблено на застосуванні наночасток срібла (AgNPs) для надання антимікробних властивостей натуральній шкірі для взуття. На основі аналізу літературних джерел досліджена ефективність різних методів обробки наночастками срібла шкіряних матеріалів з метою надання їм антимікробних властивостей. Оцінено вплив концентрації AgNPs на пружно-пластичні, хімічні та фізико-механічні властивості шкіри. Аргументовано, що додаткова обробка шкіри AgNPs дозволяє досягти високої активності проти широкого спектру бактерій та грибів без зміни просторової структури дерми. Результати роботи мають практичне значення для розробки технологій виробництва взуття спеціального призначення.
Посилання
Maina P., Ollengo M. A., Nthiga E. W. Trends in Leather Processing: A Review. International Journal of Scientific and Research Publications. 2019. Vol. 9, no. 12. P. 9626.
Akter M., Tajuddin Sikder M., Mostafizur Rahman M., Atique Ullah A., Fatima Binte Hossain K., Banik S., Hosokawa T., Saito T., Kurasaki M. A Systematic Review on Silver Nanoparticles-Induced Cytotoxicity. Physicochemical Properties and Perspectives. J. Adv. Res. 2018. Vol. 9. P. 1−16.
Liu G., Haiqi G., Li K., Xiang J., Lan T., Zhang Z. Fabrication of silver nanoparticle sponge leather with durable antibacterial property. J. Colloid Interface Sci. 2018. Vol. 514. P. 338–348.
Lkhagvajav N., Koizhaiganova M., Yasa I., Celik E., Sari O. Characterization and antimicrobial performance of nano silver coatings on leather materials. Braz. J. Microbiol. 2015. Vol. 46. P. 41–48.
Sportelli M.C., Picca R.A., Paladini F., Mangone A., Giannossa L.C., Di Franco C., Gallo A.L., Valentini A., Sannino A., Pollini M. Spectroscopic characterization and nanosafety of Ag-modified antibacterial leather and leatherette. Nanomaterials. 2017. Vol. 7. 203.
Abou Elmaaty T., Sayed-Ahmed K., Mohamed Ali R., El-Khodary K., Abdeldayem S.A. Simultaneous sonochemical coloration and antibacterial functionalization of leather with selenium nanoparticles (SeNPs). Polymers. 2022. Vol. 14. 74.
Velmurugan P., Lee S.-M., Cho M., Park J.-H., Seo S.-K., Myung H., Bang K.-S., Oh B.-T. Antibacterial activity of silver nanoparticle-coated fabric and leather against odor and skin infection causing bacteria. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014. Vol. 98. P. 8179–8189.
Elsayed H., Hasanin M., Rehan M. Enhancement of multifunctional properties of leather surface decorated with silver nanoparticles (Ag NPs). J. Mol. Struct. 2021. Vol. 1234, 130.
Xiang J., Ma L., Su H., Xiong J., Li K., Xia Q., Liu G. Layer-by-layer assembly of antibacterial composite coating for leather with cross-link enhanced durability against laundry and abrasion. Appl. Surf. Sci. 2018. Vol. 458. P. 978–987.
Adams Jr C. A., Deitch E. A. Diabetic foot infections. In Surgical Treatment: Evidence-Based and Problem-Oriented. Zuckschwerdt. 2001. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK6985/
Uckay I., Gariani K., Pataky Z., Lipsky B. A. Diabetic foot infections: state‐of‐the‐art. Diabetes, Obesity and Metabolism. 2014. Vol.16, no. 4, P. 305-316;
Shaw J. E., Sicree R. A., Zimmet P. Z. Global estimates of the prevalence of diabetes for 2010 and 2030. Diabetes research and clinical practice. 2010. Vol. 87, no. 1, P. 4-14;
Chatzistergos P. E., Naemi R., Chockalingam N. A method for subject-specific modelling and optimisation of the cushioning properties of insole materials used in diabetic footwear. Medical engineering and physics. 2015. Vol. 37, no. 6. P. 531-538.
Boyko E. J., Ahroni J. H., Stensel V., Forsberg R. C., Davignon D. R., Smith D. G. A prospective study of risk factors for diabetic foot ulcer. The Seattle Diabetic Foot Study. Diabetes care. 1999. Vol. 22, no. 7. P. 1036-1042.
Fernandez-Crehuet P., Ruiz-Villaverde R. Pitted keratolysis: an infective cause of foot odour. CMAJ. 2015. Vol. 187, no. 7. P. 519-519.
Alexander K.T.W. Preservation Using Bioicide Ice. XXII Congress IULTCS 1. 1993. 122 р.
Heidemann E. Preservation and Beamhouse. XXII Congress IULTCS 2. 1993. 570 р.
X. Su, R. Wang, X. Li, S. Araby, H.-C. Kuan, M. Naeem, J. Ma. A comparative study of polymer nanocomposites containing multi-walled carbon nanotubes and graphene nanoplatelets. Nano Materials Science. 2022. Vol. 4, no. 3. P. 185–204.
R.T. De Silva, M.G.P.G. Mantilaka, S.P. Ratnayake, G.A.J. Amaratunga, K.M.N. de Silva. Nano-MgO reinforced chitosan nanocomposites for high performance packaging applications with improved mechanical, thermal and barrier properties. Carbohydr. Polym. 2017. Vol. 157. P. 739–747.
M. Amina, N.M. Al Musayeib, G.A. Al-Hamoud, A. Al-Dbass, A. El-Ansary, M.A. Ali. Prospective of biosynthesized L.satiVum oil/PEG/Ag-MgO bionanocomposite film for its antibacterial and anticancer potential. Saudi J. Biol. Sci. 2021. Vol. 28, no. 10, P. 5971–5985.
X. Zhu, D. Wu, W. Wang, F. Tan, P.K. Wong, X. Wang, X. Qiu, X. Qiao, Highly effective antibacterial activity and synergistic effect of Ag-MgO nanocomposite against Escherichia coli. J. Alloys Compd. 2016. Vol. 684, P. 282–290;
Y. Ding, W. Yu, J. Zhang, W. Liu, F. Zhu, Y. Ye, Q. Zheng, Enhanced antibacterial properties of poly(butylene succinate-co-terephthalate)/AgMgO nanocomposite films for food packaging. Polym. Test. 2023. Vol. 128. 1082;.
Priya S., Murali A., Preeth D. R., Dharanibalaji K. C., Jeyajothi G. Green Synthesis of Silver Nanoparticle-Embedded Poly(Methyl Methacrylate-Co-Methacrylic Acid) Copolymer for Fungal-Free Leathers. Polym. Bull. 2022. Vol. 79. P. 4607−4626.
Nguyen N. T., Vu T. H., Bui V. H. Antibacterial and Antifungal Fabrication of Natural Lining Leather Using Bio-Synthesized Silver Nanoparticles from Piper Betle L. Leaf Extract. Polymers. 2023. Vol. 15, no.12, P. 2634.
Marques G. N., Reis R. Y. N., Ribeiro L. K., Simoes L. G. P., Minozzi D. T., Andres J., Assis M., Mascaro L. H., Longo E. Antiviral Leather: A Functional Coating Based on SiO2-AgNPs to Eliminate Pathogens. J. Environ. Chem. Eng. 2023. Vol. 11, no. 5. 110919.
Maldonado-Vega M., Guzman D., Camarena-Pozos D. A., Castellanos-Arevalo A. P., Salinas Ramirez A., Garibo D., Garcia-Garcia M. R., Pestryakov A., Bogdanchikova N. Application of silver nanoparticles to reduce bacterial growth on leather for footwear manufacturing. Journal of Applied Research and Technology. 2021. Vol. 19. P. 41–48.
Nguyen N. T., Vo T. L. H. Fabrication of Silver Nanoparticles Using Cordyline fruticosa L. Leave Extract Endowing Silk Fibroin Modified Viscose Fabric with Durable Antibacterial Property. Polymers. 2022. Vol. 14. P. 2409.
Shaheen T.I., Abd El Aty A. A. In situ green myco-synthesis of silver nanoparticles onto cotton fabrics for broad spectrum antimicrobial activity. Int. J. Biol. Macromol. 2018. Vol. 118. P. 2121–2130.
Vu T.H., Bui V.H., Nguyen N.T. Antibacterial Properties of Silver Nanoparticles Synthesized Using Piper betle L. Leaf Extract. Mater. Sci. Forum. 2021. Vol. 1020. P. 236–242.
Zhang X., Wang W., Yu D. Synthesis of waterborne polyurethane–silver nanoparticle antibacterial coating for synthetic leather. J. Coat. Technol. Res. 2018. Vol. 15. P. 415–423.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
