Bomullsginavfall, även känt som bomullsginavfall, är en biprodukt av bomullsrensningsprocessen och uppstår när bomullsfibrerna separeras från fröbollen. För bomullsginavfall är skatten dess dolda potential att omvandla silverjoner till silvernanopartiklar och skapa ett nytt hybridmaterial som kan användas för att lägga till antimikrobiella egenskaper till konsumentprodukter, som aerogeler, förpackningar eller kompositer.
Silvernanopartiklar är mycket eftertraktade produkter inom nanoteknikindustrin på grund av deras antibakteriella, svampdödande, antivirala, elektriska och optiska egenskaper. Dessa nanopartiklar har en uppskattad global produktion på 500 ton per år och används i stor utsträckning för konsumentvaror som textilier, beläggningar, färger, pigment, elektronik, optik och förpackningar.
I en studie publicerad i ACS Omega , avslöjade forskare från United States Department of Agriculture (USDA) Agricultural Research Service (ARS) förmågan hos bomullsginavfall att syntetisera och generera silvernanopartiklar i närvaro av silverjoner.
"Vår metod låter inte bara bomullsginavfall fungera som kemiska medel för att producera silvernanopartiklar, vilket gör det kostnadseffektivt och miljövänligt, utan möjliggör också inbäddning av nanopartiklarna i bomullsginavfallsmatrisen", säger Sunghyun Nam, forskningsingenjör vid ARS's Cotton Kemi och användningsforskningsenhet i New Orleans. "Genom att bädda in dem i bomullsginavfallet får dessa material antimikrobiella egenskaper."
Nam sa att forskarna använde en enkel värmebehandling av avfallsmaterial av bomullsgin i vatten som innehåller silverjoner som producerade silvernanopartiklar utan behov av ytterligare kemiska medel.
Denna upptäckt är betydelsefull eftersom tillverkning av silvernanopartiklar vanligtvis kräver kemiska medel som kan vara kostsamma och utgöra miljöproblem. Att bädda in nanopartiklar i ett material kan också vara utmanande.
Att utveckla nanopartikelinbäddningsteknik är inte nytt för Nam och hennes team. De utvecklade tidigare tvättbara antimikrobiella våtservetter genom att använda rå bomullsfiber som producerade silvernanopartiklar inuti fibern. De inbäddade silvernanopartiklarna kan fortsätta att döda skadliga bakterier tvätt efter tvätt.
Stora mängder bomullsginavfall genereras årligen, och bomullsrensningsindustrin letar alltid efter nya hållbara processer som återvinner skörderester.
"Vår forskning banar väg för nya materialapplikationer av bomullsginavfall som kan skydda mot mikrobiell kontaminering," sa Nam.
En provisorisk patentansökan på de självinbäddande silvernanopartiklarnas biomassaavfallssammansättningar har nyligen lämnats in.
Mer information: Sunghyun Nam et al, Unveiling the Hidden Value of Cotton Gin Waste:Natural Synthesis and Hosting of Silver Nanoparticles, ACS Omega (2023). DOI:10.1021/acsomega.3c03653
Journalinformation: ACS Omega
Tillhandahålls av Agricultural Research Service
