סינתזה ננו-כסף עם דבש ואולטרה סוניק
ננו-כסף משמש לתכונות אנטי בקטריאלי שלה כדי לחזק את החומרים בתחום הרפואה והחומרים. Ultrasonication מאפשר סינתזה מהירה, יעילה, בטוחה, וידידותית לסביבה השילוב של חלקיקי כסף כדורית במים. סינתזה ננו-חלקיק אולטראסאונד ניתן לשנות בקלות מ קטן לייצור גדול.
סינתזה בסיוע כללי של קולטראידית ננו-כסף
סינתזה sonochemical, אשר הם תגובות מלאכותית התגובה תחת הקרנה אולטרה סאונד, משמשים רבות כדי לייצר חלקיקים כגון כסף, זהב, מגנטיט, הידרוקסיטיט, כלורוקין, פרוביסקיט, שְׂרָף גוּמִי ועוד הרבה ננו-חומרים.
אולטראסאונד רטוב-כימי סינתזה
לננו-חלקיקים מכסף מוכרים מספר נתיבי סינתזה בעזרת אולטרה-סאונד. להלן מוצג מסלול סינתזה אולטרא סאונד המשתמש בדבש כהפחתת וכסוכני הסגירה. מרכיבי דבש כגון גלוקוז ו פרוקטוז אחראים התפקיד שלה הן הסגירה והפחתת הסוכן בתהליך הסינתזה.
כמו השיטות הנפוצות ביותר עבור סינתזה ננו-חלקיק, סינתזה ננו-כסף אולטרסאונד נופל תחת קטגוריה של כימיה רטובה, מדי. Ultrasonication מקדמת את הנוקלאוציה של ננו חלקיקים מכסף בתוך פתרון. הנוקלאוציה האולטרה-ביגית מתרחשת כאשר מבשר כסף (מורכב יון כסף), לדוגמה כסף חנקתי (AgNO3) או פרכללורט כסף (AgClO4), מצטמצם לכסף בנוכחות סוכן מופחת, כגון דבש. בתנאי שריכוז יוני כסף בתמיסה גדל מספיק, יוני כסף מומס המומסים מתחברים יחד ויוצרים משטח יציב. כאשר האשכול של יוני כסף הוא עדיין קטן, זהו מצב אנרגטי אנרגטית בשל איזון אנרגיה שלילי. יתרת האנרגיה השלילית מתרחשת מאז האנרגיה שצברה על ידי הפחתת הריכוז של חלקיקי כסף מומס הוא נמוך יותר אנרגיה בילה על ידי יצירת משטח חדש.
כאשר האשכול מגיע לרדיוס הקריטי, שהוא הנקודה שבה הוא הופך להיות מרוצה אנרגטית, הוא יציב מספיק כדי להמשיך לצמוח. במהלך שלב הצמיחה, אטומי כסף מתפזר בתמיסה ומתחברים אל פני השטח. כאשר הריכוז של כסף אטומי מומס פוחת לנקודה מסויימת, הסף הינו מגיע לסף הנוקלאוציה כדי שהאטומים לא יוכלו לאגד עוד יחד כדי ליצור גרעין יציב. במפתן זה, התפתחותם של חלקיקים חדשים מפסיקה, ואת כסף מומס נשאר נספג על ידי דיפוזיה לתוך חלקיקים הגדלים בפתרון.
Sonication מקדמת את העברת המונים, כלומר הרטבה של האשכולות, המביאה לנוקלאוציה מהירה יותר. על-ידי sonication נשלט בדיוק, קצב הצמיחה, הגודל והצורה של מבני הננו-חלקיקים ניתן לקבוע.
לחץ כאן כדי לקרוא עוד על שיטה ירוקה נוספת באולטרסאונד לסנתז ננו-כסף באמצעות carrageenan!
השוואה בין שיטות קונבנציונליות ושיטות סינתזה ירוקות של סינתזה ננו-חלקיק.
- התגובה הפשוטה של סיר אחד
- בטוח
- תהליך מהיר
- זול
- מדרגיות לינארית
- כימיה ירוקה וידידותית לסביבה
UP400St – 400 וואט ultrasonicator עוצמה לסינתזה סונאוכימית של ננו חלקיקים
מקרה לחקר אולטרסאונד ננו-כסף סינתזה
חומרים כסף חנקתי (AgNO3) ככסף מבשר; דבש כגורם לסגירה/הפחתה; מים
מכשיר אולטרה סאונד: UP400St
פרוטוקול אולטרסאונד לסינתזה
התנאים הטובים ביותר לחלקיקי חלקיקים... הפחתת כסף מתחת ultrasonication תיווך על ידי דבש טבעי. בקצרה, 20 מ ל של הפתרון חנקתי כסף (0.3 M) המכיל דבש (20 wt%) נחשף בעוצמה גבוהה הקרנה אולטרסאונד תחת תנאי הסביבה עבור 30 דקות. Ultrasonication בוצע עם מסוג בדיקה ultrasonicator UP400S (400 ואט, 24 kHz) שקוע ישירות לתוך פתרון התגובה.
פיזור גודל החלקיקים של Ag-NPs מסונתז בתנאים אופטימליים; ריכוזי כסף (0.3 M), ריכוזי דבש (20 wt%), וזמן הקרנה אולטרא סאונד (30 דקות)
מקור התמונה: וסקולי ואח ' 2016
מזון כיתה דבש משמש כסגירה/ייצוב והפחתת הסוכן, מה שהופך את הפתרון התגררות מימית ואת חלקיקי זירז נקי ובטוח עבור יישומים סעפת.
ככל ultrasonication זמן גדל, חלקיקי כסף להיות קטנים יותר והריכוז שלהם הוא משופר.
בתמיסה של דבש מימית, ultrasonication הוא גורם מפתח המשפיע על היווצרות הננו-חלקיקים מכסף. פרמטרים Sonication כגון משרעת, זמן מתמשך לעומת אולטרסאונד פועם הם גורמים עיקריים המאפשרים שליטה גודל וכמות של ננו חלקיקים כסף.
תוצאה של אולטראסאונד סינתזה של כסף חלקיקים
לקדם באופן אולטרה-ביאלי, בתיווך הדבש עם ה UP400St הביא כדורי ננו חלקיקים כסף (Ag-NPs) עם גודל החלקיקים הממוצע של על 11.8 ננומטר. הסינתזה אולטרסאונד של ננו חלקיקים כסף הוא שיטה פשוטה ומהירה סיר אחד. השימוש במים ובדבש כחומרים, הופך את הריאקציה לחסכונית וידידותית לסביבה במיוחד.
הטכניקה המוצגת של סינתזה אולטרסאונד באמצעות דבש כמו הפחתת והסגירה הסוכן ניתן להרחיב מתכות אצילות אחרות, כגון זהב, פלדיום, ו נחושת, אשר מציע יישום נוסף שונים מרפואה לתעשייה.
התמונה TEM (A) והתפלגות גודל החלקיקים שלה (ב) של Ag-NPs מסונתז בתנאים אופטימליים.
השפעה על התגררות וגודל החלקיקים מאת Sonication
אולטראסאונד מאפשר ייצור של ננו חלקיקים כמו כסף ננו חלקיקים המותאמים לדרישות. שלוש אפשרויות כלליות של sonication יש אפקטים חשובים על הפלט:
Sonication ראשונית: היישום הקצר של גלי האולטרסאונד לתמיסה על-חושית יכול ליזום את הזריעה והיווצרות הגרעינים. כפי שsonication מיושם רק בשלב ההתחלתי, הצמיחה הבאה של הגביש ממשיכה והתוצאה היא קריסטלים גדולים יותר.
Sonication רציף: הקרנה רציפה של הפתרון הרווי בגבישים קטנים, שכן הultrasonication הבלתי מושהית יוצרת הרבה גרעינים הנובעים מגידול גבישים קטנים רבים.
Sonication פעמו: אולטרסאונד פעמו פירושו יישום של אולטרסאונד במרווחי זמן קבועים. קלט מבוקרת בדיוק של אנרגיה אולטרה סאונד מאפשר להשפיע על צמיחת הגביש על מנת לקבל גודל גביש מותאם.
Ultrasonicators ביצועים גבוהים לסינתזה
Hielscher Ultrasonics מספק חזק ואמין מעבדי אולטראסוניות עבור יישומים sonochemical כולל sono-סינתזה ו sono-זרז. ערבוב ופיזור אולטרא סאונד מגביר את העברת המסה ומקדם את הרטבה והתגררות של אשכולות האטום כדי לזרז ננו חלקיקים. סינתזה של ננו חלקיקים הוא פשוט, חסכוני, ביותואם, מהירה, שיטה בטוחה.
הירושר אולטרה סוניק מספק מעבדי אולטראסאונד בעלי עוצמה ובדיוק לשליטה לנוקלאוציה ומשקעים של ננו-חומרים. כל המכשירים הדיגיטליים מצוידים בתוכנה אינטליגנטית, צג מגע צבעוני, הקלטת נתונים אוטומטית על כרטיס SD מובנה ותכונה תפריט אינטואיטיבי עבור משתמש ידידותי ובטוח המבצע.
המכסה את טווח הכוח המלא מ 50 וואט יד מוחזק ultrasonicators עבור המעבדה עד 16,000 וואט עוצמה תעשייתית מערכות אולטראסוניות, Hielscher יש ההתקנה האידיאלית אולטרסאונד עבור היישום שלך. החוסן של הציוד האולטרא-סאונד של הירושר מאפשר לבצע 24/7 בעבודה כבדה ובסביבות תובעניות.
הטבלה להלן נותן לך אינדיקציה של יכולת עיבוד משוער של ultrasonicators שלנו:
| נפח תצווה | קצב זרימה | התקנים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL / min | מעלהay |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 ל 20L | 0.2 ל 4 ליטר / דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10L / min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 עד 100L / min | UIP16000 |
| N.A. | יותר גדול | אשכול UIP16000 |
תיצור איתנו קשר! / שאל אותנו!
הומומרים אולטרה סאונד בעלי עוצמה גבוהה מ מַעבָּדָה ל טַיָס ו תַעֲשִׂיָתִי סוּלָם.
ספרות / הפניות
- Reza Kazemi Oskuee, Azhar Banikamali, Bibi Sedigheh Fazly Bazzaz, Hasan Ali Hosseini, Majid Darroudi (2016): Honey-Based and Ultrasonic-Assisted Synthesis of Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Activities. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 16, 7989–7993, 2016.
- Eranga Roshan Balasooriya et al. (2017): Honey Mediated Green Synthesis of Nanoparticles: New Era of Safe Nanotechnology. Journal of Nanomaterials Volume 2017.
עובדות שראוי לדעת
ננו-חלקיקים מכסף
ננו-חלקיקים מכסף הם חלקיקים של כסף עם הגודל בין 1nm ו 100nm. כסף חלקיקים יש שטח גדול מאוד שטח, אשר מתיר את התיאום של מספר עצום של ליגנדס.
כסף חלקיקים מציעים ייחודי אופטי, חשמל, ותרמי תכונות אשר עושה אותם בעלי ערך רב עבור מדעי החומר וההתפתחויות המוצר, למשל, photovoltaics, אלקטרוניקה, דיו מוליך, ביולוגי/כימי חיישנים.
יישום אחר, אשר הפכה כבר הוקמה באופן נרחב, הוא השימוש של חלקיקי כסף עבור ציפויים מיקרוביאלית, ובדים רבים, מקלדות, תחבושות הפצע, ומכשירים ביו-רפואיים מכילים כעת חלקיקים כסף כי ברציפות לשחרר רמה נמוכה של יוני כסף כדי לספק הגנה מפני חיידקים.
ננו-כסף בטקסטיל
כסף ננו חלקיקים מוחלים על ייצור הטקסטיל, שם Ag-NPs משמשים כדי ליצור בדים כותנה עם צבעים, יכולות אנטיבקטריאליות, ומאפיינים ריפוי עצמי של הידרופובי. המאפיין אנטיבקטריאלי של ננו-חלקיקים כסף מאפשר לייצר בדים, אשר לבזות חיידקים נגזר ריח (למשל, ריח זיעה).
ציפוי אנטי בקטריאלי לרפואה ואספקה רפואית
ננו-חלקיקים כסף להראות אנטי בקטריאלי, אנטי פטרייתי מאפיינים אנטיחמצניים, מה שהופך אותם מעניין עבור יישומים הרפואי והתרופות, למשל, עבודה שיניים, כירורגי יישומים, הפצע טיפול בריפוי, ומכשירים ביו-רפואיים. מחקרים הראו כי כסף ננו חלקיקים (Ag-nPs) לעכב את הצמיחה והכפל של זנים חיידקים שונים כגון באקלוס קרנוס, מלון סטיילולוקוקוס, צירובארקטר קוסרי, סלמונלה typhii, הפסאודומונס aeruginosa, האנריכיה קולי, הדלקת ריאות Klebsiella, Vibrio פאראחאמוליקוס ופטריות קנדידה האלביאנים. האפקט האנטי-בקטריאלי/אנטי פטרייתי מושגת על ידי ננו-חלקיקים מכסף מפזרת לתאים ומחייב Ag/Ag + יונים לbiomolecules בתאי החיידקים, כך שתפקידם משתבש.