Биоразлагаемая пленка на основе целлюлозы и тиазолидина, обладающая УФ-защитными свойствами.

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 7887 (2022) Цитировать эту статью

1333 Доступа

4 цитаты

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Текущее обоснование заключается в поиске новых экологически чистых УФ-защитных пленок на основе целлюлозы и тиазолидина. Целлюлозу окисляли до диальдегидцеллюлозы (DAC) и трикарбоксицеллюлозы (TCC) периодатом и ТЕМПО/периодат/гипохлорит соответственно. А Е-3-амино-5-(фенилдиазенил)-2-тиоксотиазолидин-4-он (ТН) был синтезирован путем сочетания диазониевой соли с 5-метиленом 2-тиоксо-4-тиазолидинона. Затем DAC соединили с TH посредством реакции основания Шиффа и включили в TCC в различных соотношениях для получения пленок, защищающих от УФ-излучения. Для исследования химической структуры синтезированных материалов использовали ЯМР 1Н, инфракрасную спектроскопию (FTIR) и термогравиметрический анализ (ТГА). Кроме того, были исследованы морфология пленок, термические, механические и УФ-защитные свойства. Исследования по защите от УФ-излучения показали, что пленка с 10% DAC-TH имеет 99,88, 99,99 и 96,19% блокирования УФ-излучения (UVB), поглощения УФ-излучения (UVA) и защиты от ультрафиолета (UPF) соответственно. Кроме того, полученные пленки продемонстрировали многообещающую антимикробную активность в отношении Escherichia coli, S. aureus, P. aeruginosa и Candida albicans. Наконец, полученные пленки не показали цитотоксического воздействия на клеточную линию HFB-4 фибробластов нормальной кожи человека.

В последние десятилетия полимерные пленки широко применялись в качестве упаковочных материалов во многих отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая и электронная, благодаря их низкой стоимости, легкому весу, хорошей эластичности и высокому коэффициенту пропускания1,2. Однако ученые обратились к созданию биоразлагаемых материалов, и все чаще звучат голоса, призывающие к сохранению окружающей среды и тенденции к использованию экологически чистых материалов3,4. Эти материалы, полученные из возобновляемых источников, представляют собой чистые полимеры, композитные или смешанные продукты и могут быть классифицированы как экологически чистые полимеры. В последнее время целлюлозные материалы стали сильной альтернативой синтетическим полимерам благодаря их уникальной биосовместимости, биоразлагаемости, нетоксичности и отсутствии аллергенов5. В зависимости от его функциональной группы, которую можно вставить в основную цепь его цепи посредством подходящей модификации. Он выглядит наиболее многообещающим материалом и играет важную роль во многих приложениях, таких как доставка лекарств6, проводящие материалы7,8, удобрения9 и очистка воды10. Диальдегидцеллюлоза (DAC) является наиболее широко используемой окисленной целлюлозой с высокореактивными центрами. Периодат широко распространен для окисления целлюлозы до диальдегидной целлюлозы11,12. Он окисляет вицинальные гидроксильные группы целлюлозы при С2 и С36. В последние годы диальдегидная целлюлоза привлекает все большее внимание как идеальный сшивающий агент, альдегидные группы которого могут сшиваться с NH2 аминокислоты посредством взаимодействия оснований Шиффа7.

С другой стороны, создание целлюлозных пленок, блокирующих УФ-излучение, стало острой необходимостью дальнейшего развития и применения в качестве биоразлагаемых и экологически чистых материалов, защищающих от УФ-излучения13,14. Было реализовано множество подходов к разработке целлюлозы, защищающей от УФ-излучения, с помощью технологии термической обработки, представленной как экологически чистый и простой подход к получению целлюлозы, блокирующей УФ-излучение. Однако эффективность этого метода зависит от изменения цвета целлюлозных волокон в желтом цвете во время обработки15,16. Более того, поглотители УФ-излучения считаются доминирующей технологией для достижения высокой защиты от УФ-излучения за счет их включения в целлюлозные пленки. В связи с этим большое внимание учёных привлекает разработка высокоэффективных УФ-защитных пленок на основе целлюлозы17. Органические и неорганические поглотители УФ-излучения в основном включаются в целлюлозные пленки для достижения защиты от УФ-излучения в зависимости от типа функциональной группы, включенной в основную цепь ее цепи13.

С другой стороны, гетероциклические соединения можно найти в природных и синтетических материалах, и они в основном известны своим значительным свойством поглощать УФ-излучение18,19,20. 3-амино-2-тиоксотиазолидин-4-он, широко известный как роданин, обладает широким спектром биологической активности, проявляя антисептическую, противовоспалительную, противопаразитарную, противогрибковую, противодиабетическую, противовирусную и противоопухолевую активность21,22,23. Было проведено множество исследований производных роданина с целью доказать противомикробную активность24,25. Также их производные азокрасителей используются в качестве спектрофотометрического хемосенсора Fe3+26 с оптическими свойствами27.