Blog

Jun 21, 2023

Activité photocatalytique et antimicrobienne prometteuse d’un nouveau nanocatalyseur de ferrite de cobalt enrobé de capsaïcine

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 5353 (2023) Citer cet article 1433 Accès à 4 citations Détails des métriques Dans cette étude, des nanoparticules de CoFe2O4 ont été préparées par la méthode de co-précipitation

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5353 (2023) Citer cet article

1433 Accès

4 citations

Détails des métriques

Dans cette étude, des nanoparticules de CoFe2O4 ont été préparées par la méthode de co-précipitation puis modifiées en surface avec de la capsaïcine (Capsicum annuum ssp.). Les NP CoFe2O4 vierges et les NP CoFe2O4 enrobées de capsaïcine (NP CPCF) ont été caractérisées par XRD, FTIR, SEM et TEM. Le potentiel antimicrobien et l’efficacité de dégradation photocatalytique des échantillons préparés via la Fuchsine basique (FB) ont été étudiés. Les résultats ont révélé que les NP CoFe2O4 ont des formes sphériques et que leur diamètre variait de 18,0 à 30,0 nm avec une taille moyenne de particules de 25,0 nm. L'activité antimicrobienne a été testée sur Gram positif (S. aureusATCC 52923) et Gram négatif (E. coli ATCC 52922) par des méthodes de diffusion sur disque et de dilution en bouillon pour déterminer la zone d'inhibition (ZOI) et la concentration minimale inhibitrice (CMI), respectivement. . La dégradation photocatalytique du FB assistée par UV a été examinée. Divers paramètres affectant l'efficacité photocatalytique tels que le pH, la concentration initiale de FB et la dose de nanocatalyseur ont été étudiés. Les résultats in vitro de ZOI et de MIC ont vérifié que les NP CPCF étaient plus actives sur S. aureus ATCC 52923 à Gram positif (23,0 mm de ZOI et 0,625 μg/ml de MIC) que sur E. coli à Gram négatif ATCC 52922 (17,0 mm de ZOI et 1,250 μg/ml de MIC). µg/ml CMI). Les résultats obtenus à partir de l'activité photocatalytique ont indiqué que l'élimination maximale du FB atteignant 94,6 % à l'équilibre a été observée en utilisant 20,0 mg de CPCF NPS à pH 9,0. Les NP CPCF synthétisées étaient efficaces pour éliminer le FB et également comme agent antimicrobien puissant contre les bactéries Gram-positives et Gram-négatives avec des applications médicales et environnementales potentielles.

La nanotechnologie, en particulier les objets de taille inférieure à 100 nm, est la science et la technologie permettant de modifier avec précision la structure moléculaire de la matière. Les dix dernières années ont vu des progrès significatifs dans le domaine de la catalyse connue sous le nom de « nanocatalyse » et l'émergence d'une nouvelle révolution technologique. Un domaine de recherche populaire est la nanocatalyse, qui implique l'utilisation de nanoparticules comme catalyseurs dans un certain nombre de processus de catalyse1. Étant donné que lorsque la taille d'un matériau est réduite à l'échelle nanométrique, la surface spécifique est considérablement augmentée et la substance peut être disséminée uniformément dans la solution pour produire une émulsion homogène, les nanocatalyseurs constituent un substitut intéressant aux catalyseurs conventionnels2. En ajustant les caractéristiques chimiques et physiques des nanocatalyseurs, telles que leur taille, leur forme, leur composition et leur morphologie, on peut augmenter considérablement leur activité catalytique, leur sélectivité et leur stabilité3. Les chercheurs ont reçu une grande attention à l’élimination des colorants cationiques de l’eau en raison des effets nocifs qu’ils pourraient provoquer sur les écosystèmes4. La présence de ces contaminants dans les sources d’eau diminue la qualité de l’eau. La situation mondiale de l’eau se détériore dans tous les pays. Le traitement des eaux usées semble être une solution appropriée à cette problématique5. En conséquence, les nanocatalyseurs jouent un rôle important dans la dégradation photocatalytique des colorants, mais leur isolement et leur récupération à partir du milieu réactionnel sont généralement un processus difficile, long et coûteux en raison de leur taille extrêmement petite6. Les nanocatalyseurs magnétiques peuvent être rapidement extraits du milieu réactionnel à l’aide d’un aimant externe, sans nécessiter de filtration, de centrifugation ou d’autres méthodes fastidieuses7. Les nanoparticules magnétiques (MNP) possèdent un certain nombre de propriétés supérieures, notamment des rapports surface/volume élevés, une faible toxicité, une activité élevée, une stabilité thermique, une modification de surface et une dispersibilité7,8,9,10. En conséquence, ils constituent des catalyseurs ou des supports plus appropriés et plus durables que les échantillons ordinaires11. En raison de leur forte anisotropie, de leur coercivité élevée, de leur magnétisation à saturation modérée, de leur bonne stabilité mécanique et de leur excellente stabilité chimique à température plus élevée, qui sont significativement différentes de leurs homologues en vrac, les nanoparticules de ferrite de cobalt (NP CoFe2O4) ont attiré une attention particulière parmi ces nanoparticules magnétiques12,13. Les ferrites de cobalt sont souvent utilisés dans les capteurs, les appareils d'enregistrement, les cartes magnétiques, les cellules solaires, l'administration magnétique de médicaments, les soins de santé, la catalyse et la biotechnologie en raison de ces propriétés14. Les nanoparticules de CoFe2O4 ont été synthétisées à l'aide de diverses méthodes de préparation, notamment la microémulsion15, les techniques sol-gel16, la synthèse hydrothermale17, la méthode solvothermique18, la co-précipitation19 et la méthode de synthèse verte en utilisant des extraits de plantes, des bactéries, des champignons et des algues comme agents biologiques pour la génération de nanomatériaux20. . La technique de co-précipitation est l'une de ces techniques, et elle est simple et peu coûteuse à utiliser pour fabriquer des nanoparticules de ferrite de cobalt. La co-précipitation présente de nombreux avantages, notamment le fait d'être rapide, simple, polyvalente et peu coûteuse21. Malheureusement, en raison de leur énergie de surface élevée et de leurs fortes interactions dipolaires magnétiques, les ferrites de cobalt sont extrêmement sensibles à l’agglomération22. À ce jour, la meilleure méthode s’est avérée être la modification des nanoparticules de ferrite à l’aide de matériaux de revêtement stabilisants appropriés23. L'utilisation d'extraits de plantes pour la synthèse et l'enrobage de nanoparticules présente de nombreux avantages, tels que le fait d'être rentable, respectueux de l'environnement et de dérouler le processus dans une seule configuration ; de plus, les nanoparticules servent de support dans le transfert de matériaux dans les cellules24. Les plantes médicinales ont des propriétés thérapeutiques dues à la présence de diverses substances chimiques complexes de compositions différentes, que l’on retrouve sous forme de métabolites végétaux dans certaines parties des plantes25. La capsaïcine, un alcaloïde puissant, a la capacité de stabiliser la surface de la ferrite de cobalt.