التّحضير الأخضر و التّوصيف لمركّب نانوي هجين من أكسيد الحديد المغناطيسي (Fe3O4) و السّليلوز و تقييم نشاطه التّحفيزي الضّوئي و فعّـاليّـتـه المضادّة للميكروبات

Abstract

"This study aims to synthesize magnetic iron oxide nanoparticles Fe3O4 and utilize them in preparing a hybrid magnetic nanocomposite (iron oxide / cellulose) as a sustainable biomasse support. The study adopted an experimental approach to synthesize these materials via an eco-friendly green method using baker's yeast extract as a reducing agent. The study sample consisted of the synthesized nanostructures and composites, which underwent characterization and analysis using a suite of advanced techniques, including: Ultraviolet-Visible (UV–Vis) spectroscopy, Fourier-Transform Infrared (FTIR) spectroscopy, and X-ray spectroscopy, in addition to Electron Microscopy imaging. Furthermore, the measurement tools included biological activity assays against specific microbes and evaluation of photocatalytic efficiency in degrading organic pollutants under light irradiation for 120 minutes. The characterization results revealed that the fabricated nanocomposite possesses a spherical shape with an average particle size of 15 nm. In the antimicrobial activity evaluation, the pure iron oxide nanoparticles demonstrated superior performance and higher inhibitory power against bacteria, with an inhibition zone diameter reaching 33 mm, compared to the (iron oxide-cellulose) composite, which achieved an inhibitory capacity of 29 mm at the same concentration (80 mg/mL). Environmental-wise, the hybrid iron oxide/cellulose composite achieved a removal efficiency of 64.2% for Methylene Blue dye, while recording a degradation efficiency of 49.4% for Rose Bengal dye, thereby outperforming the pure oxide, which recorded 48.3%. Based on the study's findings regarding the success of the (iron oxide / cellulose) composite as a sustainable biomasse support that maintains catalytic performance, it is recommended to expand the utilization of cellulose and bio-extracts as promising and cost-effective green alternatives in nanotechnology. ""تهدف هذه الدراسة إلى إنتاج جسيمات أكسيد الحديد المغناطيسية النانوية Fe3O4 و توظيفها في تحضير متراكب نانوي مغناطيسي هجين (أكسيد الحديد / سليلوز) كدعامة حيوية مستدامة. و اعتمدت الدراسة على المنهج التجريبي لتركيب هذه المواد بطريقة خضراء صديقة للبيئة باستخدام مستخلص خميرة الخبز كعامل مختزل. و تمثلت عينة الدراسة في البنى النانوية و المتراكبات المحضرة، و التي خضعت للتوصيف و التحليل باستخدام مجموعة من التقنيات المتقدمة تشمل : مطيافية الأشعة فوق البنفسجية و المرئية (UV–Vis)، و مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR)، و مطيافية الأشعة السينية (X-ray) ، إضافة إلى التصوير بالمجهر الإلكتروني كما شملت أدوات القياس اختبارات الفعالية البيولوجية ضد ميكروبات معينة، و اختبارات كفاءة التحفيز الضوئي لتفكيك الملوثات العضوية تحت الإشعاع الضوئي لمدة 120 دقيقة. أظهرت نتائج التوصيف أن المتراكب النانوي المصنّع يمتلك شكلاً كروياً بمتوسط حجم جسيمات يبلغ 15 نانومتر. و في تقييم النشاط المضاد للميكروبات، أظهر أكسيد الحديد النانوي النقي تفوقاً و قوة تثبيطية أعلى كمضاد لبكتيريا بقطر تثبيط وصل إلى 33 ملم، مقارنة بمتراكب (أكسيد الحديد-سليلوز) الذي بلغت قدرته التثبيطية 29 ملم عند التركيز نفسه (80 ملجم/مل) أما في مجال البيئة، فقد حقق مركب أكسيد الحديد / سليلوز الهجين كفاءة إزالة لصبغة أزرق الميثيلين بلغت 64.2 %، بينما سجل كفاءة تفكيك لصبغة وردي البنغال بلغت 49.4 % متفوقاً بذلك على الأكسيد النقي الذي سجل 48.3.% بناءً على ما أسفرت عنه الدراسة من نجاح مركب (أكسيد الحديد/سليلوز) كدعامة حيوية مستدامة تحافظ على الأداء التحفيزي, يُوصى بالتوسع في استخدام السليلوز و المستخلصات الحيوية كبدائل خضراء واعدة و اقتصادية في تكنولوجيا النانو. "