Summary In this work, the effects of two different amounts of zinc oxide (ZnO) nanoparticles on the antimicrobial activities of poly (vinyl chloride)‐based films to inactivate food pathogens were investigated. Results showed that the ZnO‐coated film exhibited a good inhibition effect on the growth of Escherichia coli and Staphylococcus aureus and its ability was attributed to the ZnO nanoparticles. The ZnO‐coated films exhibited more effective antibacterial activity for S. aureus . However, antifungal activity of the ZnO‐coated films (20 mm × 25 mm) against Aspergillus flavus and Penicillium citrinum was not observed. It is likely due to the complexity of the fungal cell wall and the ZnO nanoparticles without UV light irradiated or the insufficient amount of nanoparticles. Our findings reveal that ZnO nanoparticles have a good potential to be coated on a plastic film to make antimicrobial packaging against bacteria such as E. coli and S. aureus .

Transdermal drug delivery provides therapeutic benefits over enteric or injection delivery because its transdermal routes provide more consistent concentrations of drug and avoid issues of drugs affecting kidneys and liver functions. Many technologies have been evaluated to enhance drug delivery through the relatively impervious epidermal layer of the skin. However, precise delivery of large hydrophilic molecules is still a great challenge even though microneedles or other energized (such as electrical, thermal, or ultrasonic) patches have been used, which are often difficult to be integrated into small wearable devices. This study developed a flexible surface acoustic wave (SAW) patch platform to facilitate transdermal delivery of macromolecules with fluorescein isothiocyanates up to 2000 kDa. Two surrogates of human skin were used to evaluate SAW based energized devices, i.e., delivering dextran through agarose gels and across stratum corneum of pig skin into the epidermis. Results showed that the 2000 kDa fluorescent molecules have been delivered up to 1.1 mm in agarose gel, and the fluorescent molecules from 4 to 2000 kDa have been delivered up to 100 µm and 25 µm in porcine skin tissue, respectively. Mechanical agitation, localised streaming, and acousto-thermal effect generated on the skin surface were identified as the main mechanisms for promoting drug transdermal transportation, although micro/nanoscale acoustic cavitation induced by SAWs could also have its contribution. SAW enhanced transdermal drug delivery is dependent on the combined effects of wave frequency and intensity, duration of applied acoustic waves, temperature, and drug molecules molecular weights.

Abstract In this study we investigate the use of in situ bioprocessing for the production and surface modification of bacterial cellulose (BC) with silicon additives. The surface properties and tensile strength of the BC were studied and compared with plain BC. The effect the modification exhibited on the survivability of the bacteria was assessed by optical density measurements and found that the addition of the modification marginally slowed growth in the case of Tetramethyl orthosilicate (TMOS) and did not affect the growth in the case of Tetraethyl orthosilicate (TEOS). Characterisation of the modified BC was carried out using FTIR, EDX and confirmed the presence of silicon in the material. The width of fibres in the microstructure of BC was measured using SEM. Two different silicon modifications were used to modify the BC, it was shown that the TMOS modification decreased the tensile strength but that the TEOS increased the tensile strength of the BC fibres compared to plain BC. In addition, we found that the washing conditions of 1% NaOH (w/v), industrial methylated spirit (IMS), and deionised water (DI) showed some impact on the properties of the samples, particularly the IMS produced a reduced contact angle in the modified samples. However, the contact angle increased in the case of TEOS modification with the NaOH wash. In conclusion this study shows a novel method of modifying BC materials in-situ using silicon additives for increased tensile strength and the potential for tuneable hydro interactions.

Before the construction of a bridge begins, workers arrange the necessary parts and then cut and process them. The quality of the cutting layout directly affects the material utilization rate and the efficiency of the subsequent processes. During bridge construction, an intelligent part layout can improve work efficiency, save time, and reduce the labor intensity and production costs for the company. In this study, we studied a layout optimization algorithm, focusing on rectangular parts in the material preparation process. A mathematical model for the rectangular layout problem was constructed, and a hybrid genetic whale optimization algorithm is proposed that is a combination of the whale optimization algorithm and the genetic algorithm. Based on the “one size fits all” layout strategy, the materials are divided into strips, which are further divided into stacks, serving as the positioning strategy to determine the positional relationships of the parts. Test cases and actual engineering data were used to compare the layouts generated using different algorithms. The results show that the genetic whale algorithm proposed in this paper results in a high utilization rate and is highly effective.

The modification of pectin through amidation and the preparation of silver nanoparticles (AgNPs) with excellent antibacterial properties were achieved. The antibacterial mechanism was investigated at the cellular level.