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Chitosan-Coated Silver Nanocomposites: Biosynthesis, Mechanical Properties, and Ag+ Release in Liquid and Biofilm Forms

Primer Autor	Rubilar, Olga
Título	Chitosan-Coated Silver Nanocomposites: Biosynthesis, Mechanical Properties, and Ag+ Release in Liquid and Biofilm Forms
Editorial	MDPI
Revista	INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
Lenguaje	en
Resumen	This study explores the biosynthesis, characterization, and evaluation of silver nanoparticles coated with chitosan (AgChNPs) for liquid nanocomposite and biofilm formation in integrated pest management (IPM). AgChNPs were synthesized using Galega officinalis leaf extract as a reducing agent, with varying chitosan concentrations (0.5%, 1%, and 2%) and pH levels (3, 4, and 5). Synthesis was optimized based on nanoparticle size, stability, and polydispersity index (PDI) over 21 days. Biofilms incorporating AgChNPs were analyzed for chemical, physical, mechanical, and thermal properties via Ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), Dynamic Light Scattering (DLS), Zeta Potential Analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (TEM-EDX), and Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES) to quantify silver ionization. TEM confirmed spherical nanoparticles (5.54-61.46 nm), and FTIR validated G. officinalis functionalization on chitosan. AgChNPs with 1% chitosan at pH 4 exhibited optimal properties: a size of 207.88 nm, a zeta potential of +42.30 mV, and a PDI of 0.62. Biofilms displayed tunable mechanical strength, with a tensile strength of 3.48 MPa using 5% glycerol and 2% chitosan and an elongation at break of 24.99 mm. TGA showed a two-step degradation process (98.19% mass loss). Ag ionization was 62.57 mg/L in the liquid nanocomposite and 184.07 mg/kg in the biofilms. These findings highlight AgChNPs' potential for controlled-release properties and enhanced mechanical performance, supporting sustainable agricultural applications.Este estudio explora la biosíntesis, caracterización y evaluación de nanopartículas de plata recubiertas con quitosano (AgChNPs) para la formación de nanocompuestos líquidos y biopelículas en el manejo integrado de plagas (MIP). Las AgChNPs se sintetizaron utilizando extracto de hoja de Galega officinalis como agente reductor, con diferentes concentraciones de quitosano (0,5 %, 1 % y 2 %) y niveles de pH (3, 4 y 5). La síntesis se optimizó en función del tamaño, la estabilidad y el índice de polidispersidad (PDI) de las nanopartículas durante 21 días. Se analizaron biopelículas que incorporaban AgChNPs para determinar sus propiedades químicas, físicas, mecánicas y térmicas mediante espectroscopia ultravioleta-visible (UV-vis), dispersión dinámica de luz (DLS), análisis de potencial zeta, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión con espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (TEM-EDX) y espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) para cuantificar la ionización de plata. La TEM confirmó nanopartículas esféricas (5,54-61,46 nm) y la FTIR validó la funcionalización de G. officinalis en quitosano. Las AgChNPs con 1% de quitosano a pH 4 exhibieron propiedades óptimas: un tamaño de 207,88 nm, un potencial zeta de +42,30 mV y un PDI de 0,62. Los biofilms mostraron una resistencia mecánica ajustable, con una resistencia a la tracción de 3,48 MPa utilizando 5 % de glicerol y 2 % de quitosano, y una elongación a la rotura de 24,99 mm. El análisis termogravimétrico (TGA) reveló un proceso de degradación en dos etapas (pérdida de masa del 98,19 %). La ionización de Ag fue de 62,57 mg/L en el nanocompuesto líquido y de 184,07 mg/kg en los biofilms. Estos hallazgos resaltan el potencial de las nanopartículas de quitosano con plata (AgChNPs) para propiedades de liberación controlada y un rendimiento mecánico mejorado, lo que respalda aplicaciones agrícolas sostenibles.
Tipo de Recurso	artículo original
Description	biosynthesized nanoparticles chitosan nanocomposite silver nanoparticles
doi	10.3390/ijms26094130
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	GREEN SYNTHESIS LEAF EXTRACT NANOPARTICLES SYNTHESIS MOSQUITO VECTORS ANTIBACTERIAL DENGUE ACID L.
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.3390/ijms26094130
Materias	GREEN SYNTHESIS LEAF EXTRACT NANOPARTICLES SYNTHESIS MOSQUITO VECTORS ANTIBACTERIAL DENGUE ACID L.
Disciplinas de la OCDE	Biotecnología agrícola Nanomateriales (Producción y Propiedades) Bioproductos (Productos que se manufacturan usando biotecnología como materia prima)
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001486424700001
Título de la cita (Recomendado-único)	Chitosan-Coated Silver Nanocomposites: Biosynthesis, Mechanical Properties, and Ag+ Release in Liquid and Biofilm Forms
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	MDPI
Revista/Libro	INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES
Categoría WOS	Biochemistry & Molecular Biology Chemistry, Multidisciplinary
Idioma	en
ISSN	1661-6596
License	CC BY 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY 4.0
Entidad financiadora	UFRO scholarship#DIUFRO#Emerging Leaders in the Americas Program (ELAP)
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	UFRO scholarship [FONDECYT 1191089, ANID/FONDAP/1523A0001, ANID 21232172] DIUFRO [DI19-0082] Emerging Leaders in the Americas Program (ELAP)
Formato	pdf