Gümüş nanohissəciklərə yaşıl sonokimyəvi marşrut
Gümüş nanohissəciklər (AgNPs) antimikrob xüsusiyyətlərinə, optik xüsusiyyətlərinə və yüksək elektrik keçiriciliyinə görə tez-tez istifadə olunan nanomateriallardır. Kappa carrageenan istifadə edərək sonokimyəvi marşrut gümüş nanohissəciklərin hazırlanması üçün sadə, rahat və ətraf mühitə uyğun sintez üsuludur. κ-karragenan təbii ekoloji stabilizator kimi istifadə olunur, güc ultrasəsi isə yaşıl azaldıcı agent kimi çıxış edir.
Gümüş nanohissəciklərin yaşıl ultrasəs sintezi
Elsupikhe və b. (2015) gümüş nanohissəciklərin (AgNPs) hazırlanması üçün yaşıl ultrasəs köməyi ilə sintez marşrutu hazırlamışlar. Sonokimya bir çox yaş-kimyəvi reaksiyaları təşviq etmək üçün yaxşı bilinir. Sonication təbii stabilizator kimi κ-karragenan ilə AgNP-ləri sintez etməyə imkan verir. Reaksiya otaq temperaturunda gedir və heç bir çirkləri olmayan fcc kristal quruluşlu gümüş nanohissəciklər istehsal edir. AgNP-lərin hissəcik ölçüsü paylanmasına κ-karragenanın konsentrasiyası təsir edə bilər.
Sonikasiya altında κ-karragenan ilə örtülmüş Ag-NP-lər yüklü qruplar arasında qarşılıqlı əlaqə sxemi. [Elsupikhe et al. 2015]
Prosedur
- Ag-NP-lər AgNO-nun azaldılması ilə sintez edilmişdir3 κ-carrageenan iştirakı ilə ultrasəs istifadə. Müxtəlif nümunələr əldə etmək üçün 10 mL 0,1 M AgNO əlavə etməklə beş süspansiyon hazırlanmışdır.3 40-mL κ-karragenana qədər. İstifadə olunan κ-karragenan məhlulları müvafiq olaraq 0,1, 0,15, 0,20, 0,25 və 0,3 ağırlıq% idi.
- AgNO əldə etmək üçün məhlullar 1 saat qarışdırıldı3/κ-karragenan.
- Sonra nümunələr intensiv ultrasəs şüalanmasına məruz qaldı: Ultrasəs cihazının amplitudası UP400S (400W, 24kHz) 50%-ə təyin edilib. Sonication otaq temperaturunda 90 dəqiqə tətbiq edilmişdir. Ultrasəs maye prosessorlarının sonotrode UP400S birbaşa reaksiya məhluluna batırılır.
- Sonikasiyadan sonra süspansiyonlar 15 dəqiqə sentrifuqa edildi və gümüş ionunun qalıqlarını çıxarmaq üçün dörd dəfə ikiqat distillə edilmiş su ilə yuyuldu. Ag-NP-ləri əldə etmək üçün çökdürülmüş nanohissəciklər bir gecədə 40°C-də vakuum altında qurudulur.
Tənlik
- nH2O —sonication–> +H + OH
- OH + RH –> R + H2O
- AgNo3–hidroliz–> Ag+ + NO3–
- R + Ag+ —> Ag° + R’ + H+
- Ag+ + H –azalmalar–> Ag°
- Ag+ + H2O —> Ag° + OH + H+
Təhlil və Nəticələr
Nəticələri qiymətləndirmək üçün nümunələr UV-görünən spektroskopik analiz, rentgen şüalarının difraksiyası, FT-IR kimyəvi analizi, TEM və SEM təsvirləri ilə təhlil edilmişdir.
Artan κ-karragenan konsentrasiyası ilə Ag-NP-lərin sayı artdı. Ag/κ-karragenanın əmələ gəlməsi UV-görünən spektroskopiya ilə müəyyən edildi, burada səth plazmonunun udulmasının maksimumu 402-420nm arasında müşahidə edildi. X-şüalarının difraksiyasının (XRD) təhlili göstərdi ki, Ag-NP-lər üz mərkəzli kub quruluşa malikdir. Furye transformasiyasının infraqırmızı (FT-IR) spektri κ-karragenanda Ag-NP-lərin mövcudluğunu göstərdi. κ-karragenanın ən yüksək konsentrasiyası üçün ötürülən elektron mikroskopiya (TEM) görüntüsü orta hissəcik ölçüsü 4.21nm-ə yaxın olan Ag-NP-lərin paylanmasını göstərdi. Skan elektron mikroskopiyası (SEM) şəkilləri Ag-NP-lərin sferik formasını təsvir etdi. SEM təhlili göstərir ki, artan κ-karragenan konsentrasiyası ilə Ag/κ-karragenanın səthində dəyişikliklər baş verir, beləliklə sferik formalı kiçik ölçülü Ag-NP-lər əldə edilmişdi.
κ-karragenanın müxtəlif konsentrasiyalarında sonokimyəvi şəkildə sintez edilmiş Ag/κ-karragenan üçün TEM şəkilləri və müvafiq ölçü paylamaları. [müvafiq olaraq 0,1%, 0,2% və 0,3% (a, b, c)].
Ag+/κ-karragenan (solda) və sonikasiya olunmuş Ag/κ-karragenan (sağda). Sonikasiya UP400S ilə 90 dəqiqə ərzində həyata keçirilib. [Elsupikhe et al. 2015]
UP400S – Ag nanohissəciklərinin sonokimyəvi sintezi üçün istifadə olunan ultrasəs cihazı
κ-karragenanın müxtəlif konsentrasiyalarında Ag/κ-carrageenan üçün SEM şəkilləri. [müvafiq olaraq 0,1%, 0,2% və 0,3% (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]
Ədəbiyyat / İstinadlar
- Elsupikhe, Randa Fawzi; Şameli, Kamyar; Əhməd, Mansor B; İbrahim, Nor Azova; Zainudin, Norhazlin (2015): κ-karragenanın müxtəlif konsentrasiyalarında gümüş nanohissəciklərin yaşıl sonokimyəvi sintezi. Nanoölçülü Araşdırma Məktubları 10. 2015.
Əsas məlumat
Sonokimya
Güclü ultrasəs məhluldakı kimyəvi reaksiyalara (maye və ya şlam halında) tətbiq edildikdə, akustik kavitasiya kimi tanınan fiziki bir fenomenə görə xüsusi aktivləşmə enerjisini təmin edir. Kavitasiya yüksək kəsmə qüvvələri və çox yüksək temperatur və soyutma dərəcələri, təzyiqlər və maye jetləri kimi ekstremal şərait yaradır. Bu sıx qüvvələr reaksiyalara başlaya və maye fazada molekulların cəlbedici qüvvələrini məhv edə bilər. Çoxsaylı reaksiyaların ultrasəs şüalanmasından faydalandığı məlumdur, məsələn, sonoliz, sol-gel marşrutu, sonokimyəvi sintezi palladium, lateks, hidroksiapatit və bir çox başqa maddələr. Haqqında ətraflı oxuyun sonokimya burada!
gümüş nanohissəciklər
Gümüş nanohissəciklər 1nm ilə 100nm arasında ölçü ilə xarakterizə olunur. Tez-tez "gümüş" olaraq təsvir edilir’ bəziləri səthdən kütləyə gümüş atomlarının böyük nisbətinə görə böyük bir gümüş oksidindən ibarətdir. Gümüş nanohissəciklər müxtəlif strukturlarda görünə bilər. Ən çox sferik gümüş nanohissəciklər sintez olunur, lakin almaz, səkkizbucaqlı və nazik təbəqələrdən də istifadə olunur.
Gümüş nanohissəciklər tibbi tətbiqlərdə çox istifadə olunur. Gümüş ionları bioaktivdir və güclü antimikrobiyal və mikrob öldürücü təsirlərə malikdir. Onların olduqca böyük səth sahəsi çoxsaylı liqandların koordinasiyasına imkan verir. Digər mühüm xüsusiyyətlər keçiricilik və unikal optik xüsusiyyətlərdir.
Gümüş nanohissəciklər öz keçirici xüsusiyyətlərinə görə tez-tez kompozitlərə, plastiklərə, epoksilərə və yapışdırıcılara daxil edilir. Gümüş hissəciklər elektrik keçiriciliyini artırır; buna görə də gümüş pastalar və mürəkkəblər elektronikanın istehsalında tez-tez istifadə olunur. Gümüş nanohissəciklər səthi plazmonları dəstəklədiyi üçün AgNP-lər əla optik xüsusiyyətlərə malikdir. Plazmonik gümüş nanohissəciklər sensorlar, detektorlar və Səthi Təkmilləşdirilmiş Raman Spektroskopiyası (SERS) və Səthi Plazmon Sahəsi ilə gücləndirilmiş Flüoressensiya Spektroskopiyası (SPFS) kimi analitik avadanlıqlar üçün istifadə olunur.
karagenan
Carrageenan müxtəlif növ qırmızı dəniz yosunlarında olan ucuz təbii polimerdir. Carrageenans, jelləşmə, qalınlaşdırma və sabitləşdirmə xüsusiyyətlərinə görə qida sənayesində geniş istifadə olunan xətti sulfatlı polisaxaridlərdir. Onların əsas tətbiqi qida zülallarına güclü bağlanması səbəbindən süd və ət məhsullarındadır. Sulfasiya dərəcəsi ilə fərqlənən üç əsas karagenan növü var. Kappa-karragenanın hər disakariddə bir sulfat qrupu var. Iota-carrageenan (ι-carrageenen) hər disakariddə iki sulfat var. Lambda carrageenan (λ-carrageenen) hər disakariddə üç sulfat var.
Kappa karagenan (κ-carrageenan) D-qalaktoza və 3,6-anhidro-D-qalaktozanın sulfatlaşdırılmış polisaxaridinin xətti quruluşuna malikdir.
κ- karragenan qida sənayesində geniş istifadə olunur, məsələn, jelləşdirici agent kimi və teksturanın dəyişdirilməsi üçün. Dondurma, qaymaq, kəsmik, süd kokteylləri, salat sarğıları, qatılaşdırılmış qatılaşdırılmış südlər, soya südündə əlavə olaraq tapıla bilər. & digər bitki südləri və məhsulun özlülüyünü artırmaq üçün souslar.
Bundan əlavə, κ-karragenan qeyri-ərzaq məhsullarında, məsələn, şampun və kosmetik kremlərdə qatılaşdırıcı, diş pastasında (tərkiblərin ayrılmasının qarşısını almaq üçün stabilizator kimi), yanğınsöndürən köpükdə (köpüyü yapışqanlaşdıran qatılaşdırıcı kimi), hava təravətləndirici gellərdə tapıla bilər. , ayaqqabı lakı (özlülüyünü artırmaq üçün), biotexnologiyada hüceyrələri/fermentləri hərəkətsizləşdirmək üçün, əczaçılıq məhsullarında (həblərdə/tabletlərdə qeyri-aktiv köməkçi maddə kimi), ev heyvanları yemində və s.