University of Kerbala
أ.د. حميدة عيدان سلمان و ميس احمد كاظم
الكلية: كلية التربية للعلوم الصرفة / قسم الكيمياء.
ازداد الاهتمام بتقنية النانو لما لها من خصائص خاصة تمكنها من دخول العديد من المجالات والتطبيقات, لقد تم استعمالها في الصناعات الكيميائية والميكانيكية والتكنولوجية ، كما دخلت المجال الطبي وصناعة الأدوية(1). يعد مجال تقنية النانو أحد أكثر المجالات شيوعًا للبحث والتطوير في جميع التخصصات بشكل أساسي(2). وذلك لما يتميز به من خصائص مثل القوة العالية , والوزن الخفيف ، وكذلك التفاعل الكيميائي الممتاز، والحجم الصغير جدًا، فضلاً عن المساحة السطحية العالية، والاستقرار العالي(3). ومن بين المواد النانوية الأكثر استعمالاً ، اكتسب أوكسيد الزنك اهتماما كبيرا في المجتمعات العلمية والطبية، نظرا ً لاستخدامه المهم في العديد من التطبيقات الطبية الحيوية والمضادة للبكتيريا, ويرجع ذلك إلى خواصها الكيميائية والفيزيائية(4) ، مثل معامل الارتباط الكهروكيميائي العالي و استقرار ضوئي و كيميائي عالي(5). يصنف أوكسيد الزنك من اشباه الموصلات ضمن المجموعة (II-VI) بين أشباه الموصلات الأيونية والتساهمية , يمكن العثور على أوكسيد الزنك في بُنى أحادية الأبعاد, ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد وتكون الهياكل ذات البُعد الواحد أكثر من غيرها(5-6). يُظهر ZnO بنية wurzite (تناظر سداسي) أو (تناظر مكعبي) هيكل الملح الصخري rock salt structure ، لكن بلورات ZnO تكون أكثر شيوعًا وثباتًا مع بنية wurzite(7).
هناك عدة طرق مختلفة لتحضير اوكسيد الزنك النانوي ZnO NPs ، بما في ذلك الطرق الفيزيائية والكيميائية مثل التبخر الحراري ، ترسيب البخار الكيميائي (CVD), ترسيب البخار الفيزيائي ، ترسيب سول- جل (sol-gel)، الترسيب الكهروكيميائي والاستئصال بالليزر النبضي(8). تعد طريقة الترسيب من ابسط الطرق واقلها تكلفة في تحضير ZnO NPs وتتم من خلال اضافة كمية من محلول هيدروكسيد الصوديوم بشكل قطرات الى محلول كبريتات الزنك المائية لحين الوصول الى درجة PH قاعدية, بعدها تتم عملية غسل وترشيح الراسب لعدة مرات ثم تجفيفه لمدة من الزمن لحين الحصول على راسب ابيض من اوكسيد الزنك النانوي(3).
أوكسيد الزنك هو أحد أشباه الموصلات الأكثر استعمالا في مجالات مختلفة مثل شاشات العرض المسطحة والأجهزة الصوتية الكهربية والتحفيز الضوئي, أوكسيد الزنك مادة رائعة ذات خصائص متعددة ومناسبة للتكنولوجيا العالية مثل الثنائيات الباعثة للضوء ، وأجهزة الكشف الضوئية ، وأجهزة الاستشعار الكيميائية والبيولوجية ، وأجهزة تجميع الطاقة بما في ذلك الخلايا الشمسية والمولدات النانوية ، والكهرومغناطيسية وما إلى ذلك بسبب الاستقرار الكيميائي والحراري العالي ، والخصائص الإلكترونية والكهربائية الضوئية والكهربائية الانضغاطية(9). ولم يقتصر استعمال اوكسيد الزنك النانوي على هذه المجالات فحسب بل كان عنصرا مهم في المجال الطبي وخاصة في السنوات الاخيرة الماضية حيث شهدت تطور ملحوظ في استعمال مجال تكنولوجيا النانو في الطب, حيث يمكن تصنيع الجسيمات النانوية بالشكل والحجم المحددين للغرض المطلوب, اذ اصبح هناك إمكانية توفير طرق جديدة فيما يتعلق بعلاج الأمراض التي كان من الصعب التركيز عليها بسبب قيود الحجم, واصبح الطلب متزايد على الجسيمات النانوية الصديقة للبيئة من أكاسيد المعادن للتطبيقات الصيدلانية, اذ هناك حاجة متزايدة للبحث عن طرق بديلة لصياغة أنواع جديدة من المضادات الحيوية الآمنة والفعالة من حيث التكلفة للقضاء على العوامل الممرضة والسيطرة عليها, نظرًا لأن معظم العمليات البيولوجية تتم على مستوى النانو ، فإن الجهود المشتركة لتقنية النانو وعلم الأحياء يمكن أن تحل مشكلات طبية حيوية مهمة , ومن بين العديد من أشباه الموصلات، تعتبر أكاسيد المعادن، وخاصة أوكسيد الزنك ، آمنة بيولوجيًا ، وفعالة من حيث التكلفة، غير سامة ، ومفيدة جدًا ضد البكتيريا المسببة للأمراض, حظي اوكسيد الزنك باهتمام متزايد في السنوات الأخيرة بسبب استقراره في ظل الظروف البيئية القاسية ولأن مركبات الزنك مدرجة في قائمة GRAS)) أي تعتبر بشكل عام غير سامة وآمنة من قبل إدارة الغذاء والدواء الأمريكية, يستعمل اوكسيد الزنك النانوي ZnO-NPs في العديد من القطاعات الصناعية الطبية المختلفة مثل الأدوية ومستحضرات التجميل(10-11), كذلك تستعمل على نطاق واسع لعلاج مجموعة من الأمراض الجلدية المختلفة و لقدرته الكامنة على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية, يستعمل كمانع للأشعة فوق البنفسجية في واقيات الشمس, ومضادات الميكروبات والكثير من المنتجات الطبية, كما أظهرت الدراسات أن الجسيمات النانوية ZnO-NPs يمكن أن تكون شديدة السمية للخلايا السرطانية أو البكتيريا وخلايا اللوكيميا، وتم فحص المواد النانوية ZnO-NPs كمركبات لتوصيل الأدوية وتوصيل الجينات والاستشعار الحيوي ايضا تمت دراستها لعلاج السرطان(12).
المصادر:
1- Hamida E. S., Hanaa A. A., & Mayes A. K. (2019). Adsorption Study Of The Interaction Between Zinc Oxide Nanoparticles With Albumin And Creatinine. College of Education for Pure Science, University of Kerbala.
2- Paul, D. R., & Robeson, L. M. (2008). Polymer nanotechnology: nanocomposites. Polymer, 49(15), 3187-3204.
3- Mayes A. K., Hamida E. S., & Hanaa A. A. (2019). Adsorption of Albumin and Creatinine on ZnO Nanoparticles. International Journal of Pharmaceutical Quality Assurance, 10(04), 689-695.
4- Noor, H. A., Mohamed, H., & Nehad, A. A. (2017). Preparation and Surface Modification of Zinc Oxide Nanoparticles. Journal of Babylon University, 25, 497503.
5- Kołodziejczak-Radzimska, A., & Jesionowski, T. (2014). Zinc oxide—from synthesis to application: a review. Materials, 7(4), 2833-2881.
6- Lockett, A. M., Thomas, P. J., & O’Brien, P. (2012). Influence of seeding layers on the morphology, density, and critical dimensions of ZnO nanostructures grown by chemical bath deposition. The Journal of Physical Chemistry C, 116(14), 80898094.
7- Suhail, A. M., & Saeed, N. M. (2009). Preparation and properties of Nanostructure Zinc Oxide Thin Films. Iraqi Journal of Physics, 7(8), 75-81.
8- Chen, W. J., Liu, W. L., Hsieh, S. H., & Tsai, T. K. (2007). Preparation of nanosized ZnO using α brass. Applied Surface Science, 253(16), 6749-6753.
9- Hahn, Y. B. (2011). Zinc oxide nanostructures and their applications. Korean Journal of Chemical Engineering, 28(9), 1797.
10- Wahab, R., Hwang, I. H., Shin, H. S., Kim, Y. S., Musarrat, J., & Siddiqui, M. A. (2012). Zinc Oxide Nanostructures and their Applications. Intelligent Nanomaterials: Processes, Properties, and Applications, 183-212.
11- Mirzaei, H., & Darroudi, M. (2017). Zinc oxide nanoparticles: Biological synthesis and biomedical applications. Ceramics International, 43(1), 907-914.
12- Zhang, Y., R Nayak, T., Hong, H., & Cai, W. (2013). Biomedical applications of zinc oxide nanomaterials. Current molecular medicine, 13(10), 1633-1645.
