นาโนซิงค์ออกไซด์ – วิธีการสังเคราะห์ทางกายภาพ เคมี และชีวภาพ และการประยุกต์ใช้

นาโนเทคโนโลยีถือเป็นสาขาที่มีนวัตกรรมใหม่ล่าสุดของศตวรรษที่ 21 มีการดำเนินการวิจัยอย่างกว้างขวางเพื่อนำผลิตภัณฑ์นาโนออกสู่เชิงพาณิชย์ทั่วโลก เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวของอนุภาคนาโนจึงได้รับความสำคัญอย่างมากเมื่อเทียบกับอนุภาคขนาดใหญ่ ในบรรดาอนุภาคนาโนโลหะชนิดอื่นๆ อนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์มีความสำคัญเนื่องจากถูกนำไปใช้ในเซ็นเซอร์แก๊ส เซ็นเซอร์ทางชีวภาพ เครื่องสำอาง ระบบส่งยา เป็นต้น นอกจากนี้ นาโนซิงค์ออกไซด์ (ZnO NPs) ยังมีคุณสมบัติทางแสง ทางกายภาพ และการต่อต้านแบคทีเรียที่โดดเด่น จึงมีศักยภาพอย่างมากในด้านการเกษตร เกี่ยวกับวิธีการก่อตัว ZnO NPs สามารถสังเคราะห์ได้ด้วยวิธีทางเคมีหลายวิธี เช่น วิธีการตกตะกอน วิธีการขนส่งไอ และกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล ปัจจุบันการสังเคราะห์ทางชีวภาพของ ZnO NPs โดยใช้สารสกัดจากพืชหลายชนิดก็เป็นที่นิยมเช่นกัน การสังเคราะห์สีเขียวนี้ค่อนข้างปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมเมื่อเปรียบเทียบกับการสังเคราะห์ทางเคมี บทความนี้เสนอรายละเอียดเกี่ยวกับการสังเคราะห์ คุณสมบัติ และการประยุกต์ใช้ของอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์

(NANOCMM TECHNOLOGY)

1. บทนำ

1.1. นาโนเทคโนโลยี

นาโนเทคโนโลยีเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถนำไปสู่การปฏิวัติครั้งใหม่ในทุกสาขาของวิทยาศาสตร์ [ 1 ] เทคโนโลยีนี้ใช้ร่วมกับศาสตร์ด้านออปติกส์ อิเล็กทรอนิกส์ ชีวการแพทย์ และวัสดุศาสตร์ การวิจัยในสาขานี้ได้รับแรงผลักดันในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาด้วยการนำเสนอโซลูชั่นเชิงนวัตกรรมในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ

นาโนเทคโนโลยีเกี่ยวข้องกับอนุภาคนาโนซึ่งเป็นมวลรวมของอะตอมหรือโมเลกุลที่มีขนาดเล็กกว่า 100 นาโนเมตร อันที่จริงแล้วสิ่งเหล่านี้เป็นรูปแบบที่ปรับเปลี่ยนของธาตุพื้นฐานที่ได้มาจากการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของอะตอมและโมเลกุลของธาตุ [ 2 , 3 ] อนุภาคนาโนได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากคุณสมบัติที่แปลกและน่าดึงดูด โดยมีการใช้งานที่หลากหลายเมื่อเปรียบเทียบกับอนุภาคขนาดใหญ่

1.2. อนุภาค นาโนซิงค์ออกไซด์

สังกะสีออกไซด์เป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรโมเลกุลคือ ZnO มันปรากฏเป็นผงสีขาวและเกือบจะไม่ละลายในน้ำ ผง ZnO ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะสารเติมแต่งในวัสดุและผลิตภัณฑ์ต่างๆ มากมาย รวมถึงเซรามิก แก้ว ซีเมนต์ ยาง (เช่น ยางรถยนต์) น้ำมันหล่อลื่น สี ขี้ผึ้ง กาว พลาสติก วัสดุเคลือบผิว เม็ดสี อาหาร (แหล่งสังกะสีในอาหาร) แบตเตอรี่ เหล็ก และสารหน่วงไฟ ในเปลือกโลก ZnO มีอยู่ในแร่สังกะสี แต่ ZnO ส่วนใหญ่ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์เชิงพาณิชย์นั้นผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ ZnO มักเรียกกันว่าสารกึ่งตัวนำประเภท II-VI ในศาสตร์วัสดุ เนื่องจากสังกะสีและออกซิเจนอยู่ในกลุ่ม 2 และ 6 ของตารางธาตุ สารกึ่งตัวนำ ZnO มีคุณสมบัติเฉพาะตัวบางประการ เช่น ความโปร่งใสที่ดี ความคล่องตัวของอิเล็กตรอนสูง แบนด์แก็ปกว้าง และการเรืองแสงที่แข็งแกร่งที่อุณหภูมิห้อง คุณสมบัติเหล่านี้มีประโยชน์ในการนำไปใช้ในอิเล็กโทรดโปร่งใสในจอแสดงผลคริสตัลเหลว และในหน้าต่างประหยัดพลังงานหรือป้องกันความร้อน และการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ สังกะสีออกไซด์ (เวิร์ตไซต์, p63m) เป็นที่ทราบกันว่าเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีแบนด์แก๊ปกว้างโดยมีพลังงานแบนด์แก๊ปเท่ากับ 3.3 eV ที่อุณหภูมิห้อง (RT) ปัจจุบัน คุณสมบัติเฉพาะตัวของนาโนวัสดุเป็นแรงผลักดันให้นักวิจัยพัฒนาวิธีการง่ายๆ และราคาไม่แพงมากมายเพื่อผลิตโครงสร้างระดับนาโนของวัสดุที่มีความสำคัญทางเทคโนโลยี มีการผลิตนาโนอนุภาคโลหะออกไซด์หลายชนิดซึ่งอาจมีการใช้งานในอนาคต ในบรรดานั้น ในบรรดานั้น สังกะสีออกไซด์ถือเป็นหนึ่งในสารที่ถูกนำไปใช้ประโยชน์มากที่สุดในระดับนาโน แบนด์แก๊ปกว้างและพลังงานยึดเหนี่ยวแบบเอกไซโทนิกขนาดใหญ่ทำให้สังกะสีออกไซด์มีความสำคัญต่อการประยุกต์ใช้ทั้งทางวิทยาศาสตร์และทางอุตสาหกรรม [4] ไอออนลบแต่ละอันจะถูกล้อมรอบด้วยไอออนบวกสี่อันที่มุมของเตตระฮีดรอน ซึ่งแสดงการประสานงานของเตตระฮีดรัล และจึงแสดงพันธะโควาเลนต์ sp3 การกำหนดค่าแบบเตตระฮีดรัลของ ZnO ส่งผลให้เกิดโครงสร้างที่ไม่สมมาตร [ 5 – 7 ] (รูปที่ 1)

2. การสังเคราะห์ทางเคมีของอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์

นาโนวัสดุหรือโครงสร้างนาโนสามารถสังเคราะห์ได้ด้วยเทคนิคต่างๆ เช่น การพ่นไพโรไลซิส การสลายตัวด้วยความร้อน เอพิแทกซีด้วยลำแสงโมเลกุล การสะสมไอเคมี และการกำจัดด้วยเลเซอร์

2.1. ข้อดีของการสังเคราะห์ทางเคมี

การสังเคราะห์ทางเคมีเป็นหนึ่งในเทคนิคที่สำคัญที่สุดซึ่งสามารถดำเนินการได้โดยใช้สารตั้งต้นที่หลากหลายและเงื่อนไขที่แตกต่างกัน เช่น อุณหภูมิ เวลา ความเข้มข้นของสารตั้งต้น ฯลฯ การเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์เหล่านี้ส่งผลให้เกิดความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาในขนาดและรูปร่างของอนุภาคนาโนที่ได้

ด้านล่างนี้เป็นรายการวิธีการทางเคมีที่แตกต่างกันที่ใช้ในการสังเคราะห์ ZnO NP

2.2. ปฏิกิริยาเคมีของโลหะสังกะสีกับแอลกอฮอล์

ส่วนใหญ่สื่อแอลกอฮอล์ เช่น เอธานอล เมทานอล หรือโพรพานอล จะถูกใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน ZnO ทางเคมี โดยทั่วไปในการสังเคราะห์นี้ จะมีการเติมผงสังกะสีโลหะ 5 มก. ลงในเอธานอล 10 มล. นอกจากนี้ ส่วนผสมปฏิกิริยานี้ยังถูกทำให้เป็นโซนิเคตเป็นเวลา 20 นาที และถ่ายโอนไปยังหม้ออัดไอน้ำสแตนเลสและปิดผนึกภายใต้สภาวะเฉื่อย ส่วนผสมปฏิกิริยาถูกให้ความร้อนอย่างช้าๆ (2 °C ถึง 200 °C ต่อหนึ่งนาที) และคงอุณหภูมิไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 24 ถึง 48 ชั่วโมง จากนั้นนำสารแขวนลอยที่ได้ไปปั่นเหวี่ยงเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ จากนั้นนำไปล้างและทำให้แห้งด้วยสุญญากาศในขั้นตอนสุดท้าย ในสื่อแอลกอฮอล์ การเติบโตของอนุภาคออกไซด์จะช้าและควบคุมได้ [ 8 ]

2.3. การสังเคราะห์โดยวิธีการขนส่งด้วยไอน้ำ

กระบวนการขนส่งไอเป็นวิธีการที่พบมากที่สุดในการสังเคราะห์โครงสร้างนาโน ZnO ในระหว่างกระบวนการนี้ ส่วนผสมของสังกะสีและออกซิเจนหรือไอออกซิเจนจะถูกขนส่งและทำปฏิกิริยากัน ส่งผลให้เกิดโครงสร้างนาโน ZnO มีหลายวิธีในการสร้างไอ Zn และออกซิเจน การสลายตัวของ ZnO เป็นวิธีที่ง่าย ตรงไปตรงมา และเรียบง่าย อย่างไรก็ตาม จะจำกัดอยู่เฉพาะอุณหภูมิที่สูงมากๆ เช่น ~1,400°C เท่านั้น

วิธีการตรงอีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนผงสังกะสีภายใต้กระแสออกซิเจน เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิการเจริญเติบโตที่ค่อนข้างต่ำ (500~700°C) แต่จะต้องควบคุมอัตราส่วนระหว่างความดันไอ Zn และความดันออกซิเจนอย่างระมัดระวังเพื่อให้ได้โครงสร้างนาโน ZnO ที่ต้องการ จากการสังเกตพบว่าการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนนี้ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมากในสัณฐานวิทยา (ขนาดและรูปทรงเรขาคณิต) ของโครงสร้างนาโน [ 9 ]

2.4. วิศวกรรมความร้อนใต้พิภพ

เทคนิคไฮโดรเทอร์มอลเป็นวิธีการสังเคราะห์ทางเลือกที่มีประสิทธิภาพเนื่องจากอุณหภูมิกระบวนการต่ำ การควบคุมขนาดอนุภาคเป็นเรื่องง่ายมาก กระบวนการนี้มีข้อดีหลายประการ เช่น อุปกรณ์ที่ไม่ซับซ้อน การผลิตที่ไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา ต้นทุนต่ำ การผลิตที่สม่ำเสมอ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และเป็นอันตรายน้อยกว่ากระบวนการอื่นๆ วิธีนี้มีความน่าสนใจสำหรับไมโครอิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์พลาสติกเนื่องจากอุณหภูมิปฏิกิริยาต่ำ เทคนิคนี้ได้รับการนำมาใช้ในการเตรียม ZnO NP และวัสดุเรืองแสงอื่นๆ ได้สำเร็จ สามารถควบคุมรูปร่างและขนาดของอนุภาคได้ผ่านกระบวนการไฮโดรเทอร์มอล โดยการปรับอุณหภูมิปฏิกิริยา เวลา และความเข้มข้นของสารตั้งต้น

ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน ZnO จะต้องมีการเตรียมสารละลายสต็อกของ Zn (CH3 COO)2 .2H2O (0.1 M) จากนั้นจึงเติมสารละลาย NaOH 25 มล. (ตั้งแต่ 0.2 M ถึง 0.5 M) ที่เตรียมในเมทานอลลงในสารละลายสต็อกนี้ จากนั้นเติมสารละลายลงไปภายใต้การกวนเพื่อให้ได้ค่า pH ของสารตั้งต้นที่อยู่ในช่วง 8 ถึง 11 จากนั้นจึงถ่ายโอนสารละลายเหล่านี้ลงในหม้ออัดไอน้ำสเตนเลสสตีลที่ปิดผนึกด้วยเทฟลอน และรักษาอุณหภูมิไว้ในช่วง 100–200 °C เป็นเวลา 6 ถึง 12 ชั่วโมงภายใต้ความดันธรรมชาติ ผลิตภัณฑ์ของแข็งสีขาวที่ได้จะถูกล้างด้วยเมทานอล กรอง และทำให้แห้งในอากาศในตู้อบในห้องปฏิบัติการที่อุณหภูมิ 60 °C จากนั้นดำเนินการกำหนดลักษณะเฉพาะของตัวอย่างที่สังเคราะห์เพื่อตรวจสอบโครงสร้างโดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ [ 10 ]

2.5. วิธีการตกตะกอน

ในวิธีนี้สามารถสังเคราะห์ ZnO ได้โดยใช้สังกะสีไนเตรตและยูเรียเป็นสารตั้งต้น ในการสังเคราะห์แบบทั่วไป ซิงค์ไนเตรต 0.5 M (4.735 กรัม) (Zn(NO3)2 .6H 2O) จะถูกละลายในน้ำกลั่น 50 มล. และคนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 30 นาทีเพื่อให้ละลายอย่างสมบูรณ์ ยูเรีย 1 มู (3.002 กรัม) ได้รับการเตรียมในน้ำกลั่น 50 มล. โดยคนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 30 นาที สารละลายยูเรียนี้ทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอน เติมสารละลายยูเรียลงในสารละลายสังกะสีไนเตรตทีละหยด แล้วคนอย่างแรงที่อุณหภูมิ 70 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 2 ชั่วโมง เพื่อให้เกิดการก่อตัวของอนุภาคนาโนสมบูรณ์ ในที่สุดตะกอนจะเปลี่ยนเป็นสีขาวขุ่น ผลิตภัณฑ์สารตั้งต้นสีขาวนี้ถูกปั่นที่ 8,000 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 10 นาที และล้างด้วยน้ำกลั่นเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนหรือไอออนที่ถูกดูดซับออก หากมี การเผาผลิตภัณฑ์ที่ได้จะดำเนินการที่อุณหภูมิ 500 °C ในบรรยากาศอากาศเป็นเวลา 3 ชั่วโมงโดยใช้เตาเผาแบบปิดเสียง [ 11] ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการนี้แสดงไว้ในแผนภาพ (รูปที่ 2)

2.6. ปฏิกิริยาเคมีของซิงค์อะซิเตทไดไฮเดรตและโซเดียมไฮดรอกไซด์

ระหว่างกระบวนการนี้มีน้ำ 0.02 M ซิงค์อะซิเตทไดไฮเดรตถูกละลายในน้ำกลั่น 50 มล. และคนให้เข้ากันอย่างแรง จากนั้นเติม NaOH ในน้ำความเข้มข้น 2.0 M ลงไปทีละหยดเพื่อให้ได้ค่า pH 12 ที่อุณหภูมิห้อง จากนั้นนำสารละลายทั้งหมดวางลงในเครื่องกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 2 ชั่วโมง เมื่อปฏิกิริยาเสร็จสิ้นแล้ว ตะกอนสีขาวที่ได้จะถูกล้างให้สะอาดด้วยน้ำกลั่น จากนั้นจึงล้างด้วยเอธานอลเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนใดๆ หากมี จากนั้นตะกอนจะถูกทำให้แห้งในตู้อบลมร้อนค้างคืนที่อุณหภูมิ 60 °C และในระหว่างกระบวนการอบแห้ง การแปลง Zn(OH) 2 เป็น ZnO NPs เสร็จสมบูรณ์ก็เกิดขึ้น [ 12 ]

2.7. ข้อเสียของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนทางเคมี

วิธีการสังเคราะห์ทางเคมีของ ZnO NPs เช่น การตกตะกอนทางเคมี วิธีไฮโดรเทอร์มอล ไพโรไลซิส การสะสมไอเคมี ฯลฯ ส่งผลให้มีสารเคมีพิษบางชนิดดูดซับไว้บนพื้นผิว ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อการใช้งานทางการแพทย์ได้ ปฏิกิริยาบางอย่างในกระบวนการทางเคมีเหล่านี้ต้องอาศัยความร้อนและแรงดันสูงจึงจะเริ่มได้ ขณะที่ปฏิกิริยาบางอย่างต้องอาศัยสภาวะสุญญากาศหรือสภาวะเฉื่อย เทคนิคทางเคมีบางอย่างยังเกี่ยวข้องกับการใช้สารพิษบางชนิด เช่น H2S เทมเพลตที่เป็นพิษ และสารตั้งต้นโลหะ [ 13 ] สารเคมีที่ใช้ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนและทำให้เสถียรนั้นเป็นพิษและส่งผลให้เกิดผลพลอยได้ที่ไม่เป็นมิตร [ 14 ]

3. การสังเคราะห์ นาโนซิงค์ออกไซด์ สีเขียว

การสังเคราะห์สีเขียวเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนจากพืช เทคนิคการสังเคราะห์แบบสีเขียวใช้สารเคมีที่ไม่ก่อให้เกิดมลพิษเพื่อสังเคราะห์โครงสร้างระดับนาโน โดยเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวทำละลายที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปลอดภัย เช่น น้ำ สารสกัดจากธรรมชาติ

ดังนั้น จึงมีการเสนอวิธีทางชีวภาพโดยใช้จุลินทรีย์และพืชหรือสารสกัดจากพืชเพื่อสังเคราะห์อนุภาคนาโนของโลหะให้เป็นทางเลือกที่ปลอดภัยแทนวิธีการทางเคมี ในการสังเคราะห์ชีวภาพของอนุภาคนาโน ระบบชีวภาพหลายชนิดรวมทั้งแบคทีเรีย เชื้อรา และยีสต์ได้รับการใช้อย่างปลอดภัย [ 15 ] อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์อนุภาคนาโนโดยใช้จุลินทรีย์ค่อนข้างยาก เนื่องจากต้องมีกระบวนการที่ซับซ้อนในการรักษาสภาพเซลล์ การสังเคราะห์ภายในเซลล์ และขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอน

3.1. ข้อดีของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสีเขียว

ปัจจุบันวิธีการ “สีเขียว” ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนได้กลายมาเป็นหัวข้อที่น่าสนใจอย่างมาก เนื่องจากวิธีการทางเคมีตามแบบแผนนั้นมีราคาแพงมากและต้องใช้สารเคมี/ตัวทำละลายอินทรีย์ รวมถึงตัวรีดิวซ์ที่เป็นพิษ [ 16 ]

เคมีสีเขียวช่วยลดความเสี่ยงจากมลพิษที่แหล่งกำเนิด และได้รับการปรับปรุงเพื่อป้องกันของเสียแทนที่จะบำบัดหรือทำความสะอาดของเสียหลังจากที่เกิดขึ้นแล้ว หลักการนี้มุ่งเน้นไปที่การคัดเลือกสารเคมีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม แม้ว่าวิธีทางกายภาพและเคมีจะรวดเร็วและง่ายกว่าในการสังเคราะห์อนุภาคนาโน แต่เทคนิคทางชีวภาพจะดีกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม [ 17 , 18 ]

3.2. การใช้สารสกัดใบ Coriandrum sativum

สามารถสังเคราะห์ ZnO NPs ได้โดยใช้สารสกัดจากใบของพืช Coriandrum sativum ในขั้นตอนนี้ ให้ใช้น้ำกลั่น 50 มิลลิลิตรแล้วเติมสารละลายซิงค์อะซิเตทไดไฮเดรต 0.02 M ลงไปโดยคนอย่างต่อเนื่อง จากนั้นเมื่อคนเป็นเวลา 10 นาที สารสกัดน้ำจากใบผักชีจะถูกเติมลงในสารละลายข้างต้นในปริมาณต่างๆ (0.25, 0.5 และ 1 มล.) เติม NaOH 2.0 M ลงในค่า pH 12 เพื่อให้ได้สารละลายน้ำสีขาวซีด จากนั้นนำไปวางในเครื่องกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 2 ชั่วโมง

หลังจากการกวนแล้ว ตะกอนสีขาวซีดจะถูกกำจัดออก และล้างด้วยน้ำกลั่นหลายๆ ครั้ง จากนั้นล้างด้วยเอธานอลเพื่อขจัดสิ่งสกปรกออก จากนั้น หลังจากการอบแห้งที่ 60 °C ในเตาอบสุญญากาศข้ามคืน จะได้ผงสีขาวซีดของอนุภาคนาโน ZnO [ 19 , 20 ]

3.3. การใช้สารสกัดใบของพืช Calotropis gigantea

พืช Calotropis gigantea มีศักยภาพในการนำไปใช้สังเคราะห์ ZnO NPs ได้ นำสารสกัดใบ Calotropis gigantea 50 มิลลิลิตรไปต้มที่อุณหภูมิ 60–80 องศาโดยใช้เครื่องกวนหรือเตาไฟฟ้า จากนั้นเติมซิงค์ไนเตรท 5 กรัมลงในสารละลายเมื่ออุณหภูมิถึง 60 องศาเซลเซียส จากนั้นต้มส่วนผสมทั้งหมดจนกลายเป็นส่วนผสมสีเหลืองเข้ม จากนั้นรวบรวมส่วนผสมลงในเบ้าหลอมพอร์ซเลนและเผาในเตาอบที่อุณหภูมิ 400 °C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จะได้รับผงสีเหลืองอ่อนและจะถูกเก็บรวบรวมและบรรจุอย่างระมัดระวังเพื่อวัตถุประสงค์ในการจำแนกลักษณะเพิ่มเติม วัตถุดิบจะถูกบดในครกและสากเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่ละเอียดขึ้นสำหรับจุดประสงค์ในการจำแนกลักษณะ [ 20 ]

3.4. การใช้สารสกัดใบของพืช Acalypha indica

ในขั้นตอนนี้ ขั้นแรกจะเก็บใบสดของ Acalypha indica ทั้งหมดและล้างด้วยน้ำกลั่นสองครั้งอย่างเป็นระบบ จากนั้นบดและกรองสารสกัดผ่านกระดาษกรอง Whatman ซิงค์อะซิเตทไดไฮเดรต (ความบริสุทธิ์ 99%) และโซเดียมไฮดรอกไซด์ (เม็ด 99%) ใช้เป็นวัตถุดิบตั้งต้น เติมซิงค์อะซิเตทไดไฮเดรตลงในน้ำกลั่นโดยคนให้แรง แล้วปล่อยทิ้งไว้ 10 นาที จากนั้นเติมสารสกัดใบอะคาลิฟาในน้ำลงในสารละลายข้างต้น ตามด้วยการเติมโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้น 2.0 M ในน้ำ ผลิตสารละลายน้ำสีขาวที่ pH 12 ค่า pH ของตัวกลางมีผลอย่างมากต่อขนาดของอนุภาคนาโน ZnO จากนั้นนำสารละลายข้างต้นไปวางในเครื่องกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ขั้นสุดท้ายตะกอนถูกนำออกมาและล้างซ้ำๆ ด้วยน้ำกลั่น จากนั้นจึงล้างด้วยเอธานอลเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนออกจากผลิตภัณฑ์ที่ได้ ผงสีขาวที่ประกอบด้วยอนุภาคนาโน ZnO ได้รับหลังจากการอบแห้งที่ 60 °C ในเตาอบสุญญากาศข้ามคืน [ 12 ]

รูปที่ 3 แสดงภาพแผนผังของกระบวนการนี้

3.5. การใช้น้ำยางข้นของ Calotropis procera

น้ำยางสีขาวขุ่นของ Calotropis procera (AK, Maddar) มีประโยชน์ในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์ ในกระบวนการนี้ 0.02 M aq. เตรียมสารละลายสังกะสีอะซิเตทที่ทำให้แห้งในน้ำกลั่น 50 มล. และคนอย่างต่อเนื่อง เมื่อคนเป็นเวลา 10 นาที จะเติมน้ำยางของ Calotropis procera0.25, 0.5 mL และ 1.0 mL ลงในสารละลายข้างต้นเป็น 3 ชุด และหลังจากเติมน้ำยางแล้ว จะเติมสารละลายน้ำ NaOH ความเข้มข้น 2.0 M ลงในสารละลายน้ำที่กล่าวข้างต้นด้วย มันจะผลิตสารละลายน้ำสีขาวที่มีค่า pH 12 ซึ่งจากนั้นจะถูกนำไปวางบนเครื่องกวนแม่เหล็กเพื่อคนต่อเนื่องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในที่สุดตะกอนจะถูกนำออกและล้างด้วยน้ำกลั่น 2 หรือ 3 ครั้ง ตามด้วยเอธานอลเพื่อกำจัดสิ่งสกปรกที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย จากนั้นจะได้รับผงสีขาวหลังจากการอบแห้งที่อุณหภูมิ 60 °C ในเตาอบสุญญากาศข้ามคืน [ 20 ]

3.6. การใช้น้ำยาปรับข้าวไบโอเท็มเพลต

ข้าว Oryza sativa เป็นแหล่งทรัพยากรชีวภาพที่อุดมสมบูรณ์และสามารถหมุนเวียนได้ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่สามารถใช้เป็นไบโอฟิลเตอร์เพื่อสังเคราะห์นาโนวัสดุที่มีฟังก์ชันต่างๆ ได้ สามารถสังเคราะห์อนุภาค ZnO ได้โดยใช้วิธีไฮโดรเทอร์มอล-ไบโอเทมเพลทโดยใช้ซิงค์อะซิเตท โซเดียมไฮดรอกไซด์ และแป้งข้าวเจ้าดิบในอัตราส่วนต่างๆ ที่ใช้เป็นสารตั้งต้นที่อุณหภูมิ 120 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 18 ชั่วโมง ไบโอเทมเพลตนี้ยังส่งผลต่อสัณฐานวิทยาและขนาดของ ZnO NPs อีกด้วย [ 21 ]

4. การแยกคุณสมบัติของ นาโนซิงค์ออกไซด์

อนุภาคนาโนซิงค์ออกไซด์มีคุณสมบัติพิเศษดังต่อไปนี้

4.1. คุณสมบัติทางกายภาพของ ZnO NPs

อนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์มีคุณสมบัติทางกายภาพมหาศาล ที่น่าสังเกตก็คือ เมื่อขนาดของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์หดตัวลงอย่างต่อเนื่องจนถึงระดับนาโนเมตรหรือเล็กกว่านั้น คุณสมบัติทางกายภาพบางประการของวัสดุจะเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งเรียกว่า “ผลกระทบขนาดควอนตัม” ตัวอย่างเช่น การจำกัดควอนตัมจะเพิ่มพลังงานแบนด์แก็ปของ ZnO ให้เป็นเกือบมิติเดียว (Q1D) ซึ่งได้รับการยืนยันโดยการเรืองแสง [ 22 ] (ตาราง 1 )

4.2. คุณสมบัติทางแสงของ ZnO NPs

คุณสมบัติทางแสงที่แท้จริงของโครงสร้างนาโน ZnO กำลังได้รับการศึกษาอย่างเข้มข้นเพื่อสร้างอุปกรณ์โฟโตนิกส์ สเปกตรัมการเรืองแสง (PL) ของโครงสร้างนาโน ZnO ได้รับการรายงานอย่างกว้างขวาง [ 23 ] จากการวัดค่าการนำแสงของนาโนไวร์ ZnO พบว่าการมีอยู่ของ O2 มีอิทธิพลสำคัญต่อการตอบสนองทางแสง พบว่าการแยกตัวของ O 2 ส่งผลต่อการตอบสนองทางแสงของนาโนเส้นลวด ZnO เมื่อมีการส่องสว่าง รูที่เกิดจากแสงจะถูกปล่อยออกมาที่พื้นผิว ซึ่งจะดูดซับ O 2 ผ่านการรวมตัวใหม่ของรูอิเล็กตรอนบนพื้นผิว ในขณะที่อิเล็กตรอนที่เกิดจากแสงจะเพิ่มสภาพนำไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ เมื่อปิดการส่องสว่าง โมเลกุล O2 จะถูกดูดซับบนพื้นผิวของเส้นลวดนาโนและลดสภาพการนำไฟฟ้า [ 24 , 25 ]

4.3. คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของ ZnO NPs

มีการประเมินเชิงปริมาณฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียของออกไซด์ของโลหะ (ZnO NPs) ต่อเชื้อ Staphylococcus aureus, Escherichia coli หรือเชื้อราในอาหารเลี้ยงเชื้อ จากการสังเกตพบว่าการยับยั้งการเจริญเติบโตจะสูงกว่าใน ZnO ที่สังเคราะห์ทางชีวภาพเมื่อเทียบกับอนุภาคในนาโน ZnO ที่สังเคราะห์ทางเคมี รวมถึงสารต่อต้านแบคทีเรียทั่วไปอื่นๆ ฤทธิ์ทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นของอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้เชื่อกันว่าเกิดจากอัตราส่วนพื้นที่ผิวต่อปริมาตรที่สูงกว่า อนุภาคนาโน ZnO ทำหน้าที่เป็นสารต่อต้านแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพต่อจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค โดยพื้นฐานแล้ว อนุภาคออกซิเจนที่ทำปฏิกิริยาที่ตรวจพบซึ่งสร้างขึ้นโดยอนุภาคออกไซด์ของโลหะเหล่านี้อาจเป็นกลไกหลักของกิจกรรมต่อต้านแบคทีเรีย

กลไกการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียของ ZnO NPs เกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์โดยตรงระหว่างอนุภาคนาโน ZnO กับพื้นผิวเซลล์ซึ่งส่งผลต่อการซึมผ่านของเยื่อหุ้มเซลล์ อนุภาคนาโนเหล่านี้แทรกซึมและทำให้เกิดภาวะเครียดออกซิเดชันในเซลล์แบคทีเรีย ทำให้เกิดการยับยั้งการเจริญเติบโตของเซลล์และในที่สุดเซลล์จะตาย ฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของ ZnO NPs ชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการนำไปประยุกต์ใช้ในด้านการถนอมอาหาร สามารถใช้เป็นสารฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์และภาชนะในอุตสาหกรรมอาหารจากการโจมตีและการปนเปื้อนของแบคทีเรียในอาหาร อนุภาคนาโน ZnO แสดงให้เห็นความเป็นพิษต่อแบคทีเรียก่อโรค (เช่น Escherichia coli และ Staphylococcus aureus) และมีผลดีต่อแบคทีเรีย เช่น Pseudomonas putida ซึ่งมีศักยภาพในการฟื้นฟูทางชีวภาพและมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่รากได้ [26]

5. การประยุกต์ใช้งานของ นาโนซิงค์ออกไซด์

อนุภาคนาโน ZnO ดึงดูดความพยายามวิจัยอย่างเข้มข้นเนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัวและการประยุกต์ใช้งานหลากหลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โปร่งใส ตัวปล่อยอัลตราไวโอเลต (UV) อุปกรณ์เพียโซอิเล็กทริก เซ็นเซอร์ทางเคมี และสปินทรอนิกส์ [ 5 , 27 ]

ZnO ไม่มีพิษ สามารถใช้เป็นวัสดุย่อยสลายสารมลพิษในสิ่งแวดล้อมด้วยกระบวนการโฟโตแคทาไลติกได้ ฟิล์มบางและวัสดุจำนวนมากของ ZnO แสดงให้เห็นถึงความไวสูงต่อก๊าซพิษหลายชนิด [ 28 ]

ปัจจุบัน ZnO ถูกระบุว่าเป็นวัสดุที่ “ยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย (GRAS)” โดยสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา และยังใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารอีกด้วย โครงสร้างนาโน ZnO แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการเร่งปฏิกิริยาที่สูง เช่นเดียวกับความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่ง และมักใช้บ่อยกว่าในการผลิตครีมกันแดด ที่โดดเด่นที่สุด ในบรรดาอนุภาคโลหะออกไซด์ชนิดต่างๆ อนุภาคสังกะสีออกไซด์ (ZnO) มีความสำคัญในตัวเองเนื่องจากมีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขวาง เช่น เซ็นเซอร์แก๊ส เซ็นเซอร์ชีวภาพ เครื่องสำอาง อุปกรณ์จัดเก็บ อุปกรณ์ออปติก วัสดุสำหรับหน้าต่างสำหรับจอแสดงผล เซลล์แสงอาทิตย์ และการนำส่งยา [ 29 – 32 ]

5.1. การใช้ ZnO NPs เพื่อการรักษา

อนุภาคนาโน ZnO มีบทบาทที่มีศักยภาพหลายประการในระบบประสาทส่วนกลาง และอาจมีบทบาทในการดำเนินของโรคโดยการทำหน้าที่ควบคุมการกระตุ้นของเซลล์ประสาทหรือแม้กระทั่งการปลดปล่อยสารสื่อประสาท จากการศึกษามากมายพบว่า ZnO NPs ส่งผลต่อการทำงานของเซลล์หรือเนื้อเยื่อต่างๆ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และวิศวกรรมเนื้อเยื่อประสาท [ 6 , 33 , 34 ] แต่มีข้อมูลไม่มากนักเกี่ยวกับผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลางและโรคที่เกี่ยวข้องกับระบบประสาทส่วนกลาง พบว่า ZnO NPs สามารถปรับเปลี่ยนการส่งสัญญาณซินแนปส์ในหลอดทดลองและเปลี่ยนแปลงการรับรู้เชิงพื้นที่ผ่านการเสริมศักยภาพในระยะยาว (LTP) ในหนูได้ ยังมีการเสนอแนะด้วยว่าการสัมผัสกับ ZnO NPs ทำให้เกิดศักยภาพในการก่อพิษทางพันธุกรรมที่เกิดจากการเกิดออกซิเดชันของไขมันและความเครียดออกซิเดชัน [ 35 , 36] อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความสามารถในการกำหนดเป้าหมาย ZnO NPs จึงมีประโยชน์ที่เป็นไปได้ในการรักษามะเร็งและ/หรือโรคภูมิต้านทานตนเอง [ 37 ]

6. บทบาทของ ZnO NPs ในภาคเกษตรกรรม

เกษตรกรรมถือเป็นกระดูกสันหลังของเศรษฐกิจโลกที่สาม แต่น่าเสียดายที่ในปัจจุบันภาคการเกษตรต้องเผชิญกับความท้าทายระดับโลกมากมาย เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ การขยายตัวของเมือง การใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน และปัญหาสิ่งแวดล้อม เช่น การไหลบ่า การสะสมของยาฆ่าแมลงและปุ๋ย ประชากรเพิ่มขึ้นทุกวันและความต้องการอาหารก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และคาดว่าประชากรโลกจะเพิ่มขึ้นจากระดับ 6 พันล้านคนในปัจจุบันเป็น 9 พันล้านคนภายในปี 2593 ดังนั้นเราจึงต้องใช้วิธีการที่มีประสิทธิภาพเพื่อให้เกษตรกรรมยั่งยืนมากขึ้น [ 38 ]

นาโนเทคโนโลยีมีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงการเกษตรและการผลิตอาหาร นาโนเทคโนโลยีมีศักยภาพอย่างมากในการปรับเปลี่ยนแนวทางปฏิบัติด้านการเกษตรแบบดั้งเดิม สารเคมีทางการเกษตรส่วนใหญ่ที่ใช้กับพืชผลจะสูญหายไปและไปไม่ถึงพื้นที่เป้าหมายเนื่องมาจากปัจจัยหลายประการ เช่น การชะล้าง การพัดพา การไฮโดรไลซิส การสลายตัวด้วยแสง และการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ อนุภาคนาโนและนาโนแคปซูลเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการขนส่งยาฆ่าแมลงและปุ๋ยในลักษณะที่ควบคุมได้พร้อมทั้งมีความเฉพาะเจาะจงต่อพื้นที่สูง จึงช่วยลดความเสียหายต่อทรัพย์สินได้ การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีระดับนาโนในด้านการเกษตรกำลังได้รับความสนใจเนื่องจากการควบคุมที่มีประสิทธิภาพและการปล่อยยาฆ่าแมลง สารกำจัดวัชพืช และปุ๋ยอย่างแม่นยำ การพัฒนาเซ็นเซอร์นาโนสามารถช่วยกำหนดปริมาณปัจจัยการผลิตทางการเกษตรที่จำเป็น เช่น ปุ๋ยและยาฆ่าแมลง นาโนเซ็นเซอร์สำหรับการตรวจจับสารตกค้างของยาฆ่าแมลงมีความไวสูง ขีดจำกัดการตรวจจับต่ำ การเลือกสรรที่ยอดเยี่ยม ตอบสนองรวดเร็ว และมีขนาดเล็ก พวกเขายังสามารถตรวจจับระดับความชื้นของดินและสารอาหารในดินได้อีกด้วย พืชสามารถดูดซับปุ๋ยนาโนได้อย่างรวดเร็ว ปุ๋ยละลายช้าแบบหุ้มนาโนสามารถช่วยประหยัดการใช้ปุ๋ยและลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

NP สังกะสีออกไซด์มีศักยภาพในการส่งเสริมผลผลิตและการเจริญเติบโตของพืชอาหาร เมล็ดถั่วลิสงได้รับการบำบัดด้วยอนุภาคซิงค์ออกไซด์ในความเข้มข้นต่างกัน อนุภาค นาโนซิงค์ออกไซด์ (ขนาดอนุภาคเฉลี่ย 25 ​​นาโนเมตร) ที่ความเข้มข้น 1,000 ppm ถูกนำมาใช้เพื่อส่งเสริมการงอกของเมล็ด ความแข็งแรงของต้นกล้า และการเจริญเติบโตของพืช และอนุภาค นาโนซิงค์ออกไซด์ เหล่านี้ยังได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิผลในการส่งเสริมการเจริญเติบโตของยอดและรากในถั่วลิสง [ 39 ]

สารละลายคอลลอยด์ของอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์ใช้เป็นปุ๋ย เป็นปุ๋ยนาโนชนิดหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในภาคเกษตรกรรม ปุ๋ยนาโนเป็นสารอาหารพืชที่เป็นมากกว่าปุ๋ย เพราะไม่เพียงแต่ให้สารอาหารแก่พืชเท่านั้น แต่ยังช่วยฟื้นฟูดินให้กลับสู่สภาพอินทรีย์โดยไม่ต้องพึ่งสารอันตรายจากปุ๋ยเคมีอีกด้วย ข้อดีประการหนึ่งของปุ๋ยนาโนคือสามารถใช้ได้ในปริมาณที่น้อยมาก ต้นไม้โตเต็มวัยต้องการปุ๋ยเพียง 40–50 กิโลกรัมเท่านั้น ในขณะที่ปุ๋ยทั่วไปต้องการ 150 กิโลกรัม นาโนยาสามารถใช้เป็นปุ๋ยและยาฆ่าแมลงได้อย่างประสบความสำเร็จด้วย [ 40 , 41 ] ผลผลิตของต้นข้าวสาลีที่ปลูกจากเมล็ดที่ได้รับการบำบัดด้วยอนุภาคนาโนโลหะเพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย 20–25% [ 42]

6.1. ผลกระทบของ ZnO NPs ต่อพืช

อนุภาคนาโนของโลหะออกไซด์ต่าง ๆ อาจมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช แต่ปัจจุบันการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบทางพิษวิทยาของ NP ยังคงเพิ่มมากขึ้นตามกาลเวลา และมีการศึกษาวิจัยเพียงไม่กี่ชิ้นที่ดำเนินการเพื่อพิจารณาผลกระทบของ NP ZnO ต่อพืช [ 43 – 46 ] มีการศึกษาการงอกของเมล็ดและการเจริญเติบโตของรากของพืชชั้นสูง 6 ชนิด (หัวไชเท้า เรพซีด ข้าวไรย์ ผักกาดหอม ข้าวโพด และแตงกวา) ความเป็นพิษของสารนาโนเคมี 5 ชนิด (นาโนท่อคาร์บอนหลายผนัง อะลูมิเนียม อะลูมินา สังกะสี และสังกะสีออกไซด์) แสดงให้เห็นว่าการงอกของเมล็ดพืชโดยทั่วไปไม่ได้รับผลกระทบในกรณีส่วนใหญ่ ขณะที่การยืดออกของรากถูกยับยั้ง ค่า IC50 ของ ZnO NPs ประมาณว่าอยู่ที่ประมาณ 50 มก./ล. สำหรับหัวไชเท้าและประมาณ 20 มก./ล. สำหรับวัชพืชและหญ้าไรย์ [ 16]

การศึกษาความเป็นพิษของอนุภาคนาโน ZnO ที่มีต่อหญ้าไรย์แสดงให้เห็นว่า ในการมีอยู่ของอนุภาคนาโน ZnO ชีวมวลของหญ้าไรย์จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ปลายรากหดตัว และเซลล์เยื่อบุผิวรากรวมถึงคอร์เทกซ์ก็ถูกดูดสูญญากาศและยุบตัว NP ZnO ส่วนใหญ่ยังคงยึดติดอยู่กับพื้นผิวของราก และมีการสังเกตเห็น NP แต่ละตัวในเอ็นโดเดอร์มิสของรากและโปรโทพลาสต์ของยอด มีการเคลื่อนย้ายไอออนสังกะสีที่แตกตัวเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในหญ้าไรย์ที่สัมผัสกับอนุภาคนาโน ZnO [ 44 ]

7. ผลกระทบเชิงลบหรือพิษของ ZnO NPs

แม้ว่า ZnO NP จะมีความสำคัญทางการค้าอย่างมากและมีอยู่ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ต่างๆ แต่มีข้อกังวลที่เพิ่มมากขึ้นจากสาธารณชนเกี่ยวกับผลกระทบด้านพิษและสิ่งแวดล้อมของ ZnO NP น่าเสียดายที่การศึกษาพิษวิทยาที่ดำเนินการกับอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์ในช่วงสิบปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อม อนุภาคนาโน ZnO สามารถทำให้เกิดพิษร้ายแรงต่อแบคทีเรีย Daphnia magna สาหร่ายน้ำจืดขนาดเล็ก หนู และแม้แต่เซลล์ของมนุษย์ [ 36 , 47 – 50 ]

7.1. ผิวคล้ำ

ZnO NPs มีประโยชน์อย่างยิ่งในครีมกันแดด เนื่องจากมีคุณสมบัติในการกรองรังสี UVA และ UVB ได้โดยตรง เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่นนี้ จึงให้การปกป้องได้ครอบคลุมมากกว่าครีมกันแดดอื่นๆ แต่อนุภาคนาโนเหล่านี้มีความสามารถที่จะแทรกซึมเข้าสู่ผิวหนังและเข้าถึงเซลล์ที่มีชีวิตได้ ทำให้เกิดพิษที่อาจเกิดขึ้นได้ มีการทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบความสามารถในการซึมผ่านของผิวหนังระหว่างสัตว์ต่างสายพันธุ์ โดยจัดอันดับตามลำดับ ได้แก่ กระต่าย > หนู > หมู > ลิง > มนุษย์ และพบว่าผิวหนังของหมูและหนูมีความซึมผ่านได้มากกว่าผิวหนังของมนุษย์ 4 และ 9–11 เท่าตามลำดับ รวม36,50].

8. บทสรุป

นาโนเทคโนโลยีคือเทคโนโลยีเกิดใหม่ของศตวรรษปัจจุบันและใช้ในวิทยาศาสตร์ทุกสาขา นาโนอนุภาคสังกะสีออกไซด์ถือเป็นวัสดุที่มีความอเนกประสงค์มากที่สุด เนื่องมาจากคุณสมบัติ ฟังก์ชัน และการใช้งานที่หลากหลาย อนุภาคนาโน ZnO มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่ยอดเยี่ยม นอกจากนี้ยังมีฤทธิ์ต่อต้านแบคทีเรียและเชื้อราบางชนิดอีกด้วย ในแง่ของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนสังกะสีออกไซด์ สามารถสังเคราะห์ได้โดยวิธีทางเคมี แต่ในระยะหลังนี้ เนื่องมาจากการพัฒนาของเคมีสีเขียว การสังเคราะห์ทางชีวภาพของอนุภาค ZnO จึงเป็นไปได้โดยใช้สารสกัดจากพืชต่างๆ เช่นกัน การสังเคราะห์ ZnO NPs แบบเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมนั้นปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าการสังเคราะห์ทางเคมี เนื่องจากไม่ก่อให้เกิดผลพลอยได้ที่เป็นพิษ เมื่อพิจารณาจากการใช้งานแล้ว อนุภาคนาโนมีบทบาทสำคัญในภาคเกษตรกรรม โดยมีการใช้สารละลายคอลลอยด์ของ ZnO NP ในปุ๋ยนาโน การนำอนุภาคนาโนเหล่านี้ไปใช้กับพืชจะช่วยเพิ่มอัตราการเจริญเติบโตและผลผลิต เนื่องจากความต้องการอาหารเพิ่มมากขึ้น ผลผลิตของพืชอาหารหลักจึงต่ำมาก ดังนั้นจึงเป็นเวลาหลายชั่วโมงในการนำนาโนอนุภาคโลหะมาใช้ในเชิงพาณิชย์เพื่อการเกษตรที่ยั่งยืน

อ้างอิง:

Zinc Oxide Nanoparticles for Revolutionizing Agriculture: Synthesis and Applications

Sidra Sabir,¹ Muhammad Arshad,¹ and Sunbal Khalil Chaudhari¹