Zinc oxide nanorod synthesized by microwave plasma for antibacterial application

Abstract

Zinc Oxide nanorod is successfully synthesized by using the new technique from microwave plasma, which is a simple setup but can produce very fast and received more yield than former method. Zinc metal is activated by microwave and is sputtered by air plasma to zinc ion. Then it is reacted with oxygen ion to form zinc oxide nanorod inside the chamber after one minute process. The aims of this research are to prepare various ZnO nanorod powder materials by microwave plasma synthesis and prepare air filter with nanofiber polymer matrix which prepared by forcespinning technique to evaluate antibacterial activity of products in order to prove their usability for biomedical applications. The morphology of synthesized ZnO is nanorod structure which have average length is found to be 300–500 nm (depended on processing time) and the average diameter is 50 nm approximately. The results show excellent efficiency in antibacterial activities in both gram-positive (S. aureus) and gram-negative bacteria (E. Coli). Moreover, this research has discovered the significantly decrease of Leptospira cause of the harmful disease Leptospirosis, which affects many animals and humans. It was found 99.997% reduction of Leptospira which is treated by synthesized zinc oxide nanorod.

งานวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อผลิตแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ (Zinc Oxide nanorod) ด้วยวิธีสร้างพลาสมาจากคลื่นไมโครเวฟ ซึ่งเป็นวิธีการผลิตวิธีใหม่ ซึ่งสามารถผลิตแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ได้รวดเร็วกว่าวิธีเดิมโดยใช้สารตั้งต้นคือโลหะสังกะสี (Zinc) เพื่อศึกษาเงื่อนไขที่เหมาะสม รวมถึงคุณสมบัติทางโครงสร้างของแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ผลิตได้ โดยแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ผลิตได้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคอยู่ที่ 50 nm ความยาว 300–500 nm ถูกพัฒนาเพื่อใช้ในงานต้านเชื้อแบคทีเรียทั้งชนิดแกรมบวก (S. aureus) และแกรมลบ (E. Coli) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และงานวิจัยนี้ได้มีการทดสอบประสิทธิภาพการต้านเชื้อแบคทีเรีย Leptospira ซึ่งเป็นแบคทีเรียก่อโรคร้ายแรงคือโรคฉี่หนู (Leptospirosis) พบว่าแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ผลิตได้มีประสิทธิภาพการต้านเชื้อแบคทีเรีย Leptospira สูงถึง 99.997% นอกจากนี้แท่งนาโนซิงค์ออกไซด์ที่ผลิตได้ยังสามารถนำมาขึ้นรูปให้มีความแข็งแรงโดยกระบวนการเผาผนึก (Sintering) และประยุกต์เพื่อใช้ประโยชน์ร่วมกับชุดเส้นใยนาโนไฟเบอร์ เพื่อพัฒนาเป็นชุดกรองอากาศฆ่าเชื้อแบคทีเรียสำหรั