सिल्वर नैनोपार्टिकल्स के लिए ग्रीन सोनोकेमिकल रूट
सिल्वर नैनोकणों (एजीएनपी) का उपयोग अक्सर उनके एंटी-माइक्रोबियल गुणों, ऑप्टिकल गुणों और उच्च विद्युत चालकता के कारण नैनोमैटेरियल्स का किया जाता है। कप्पा कैरेगेनन का उपयोग करने वाला सोनोकेमिकल मार्ग चांदी के नैनो कणों की तैयारी के लिए एक सरल, सुविधाजनक और पर्यावरण के अनुकूल संश्लेषण विधि है। κ-carrageenan का उपयोग प्राकृतिक पर्यावरण के अनुकूल स्टेबलाइजर के रूप में किया जाता है, जबकि पावर अल्ट्रासाउंड हरे रंग को कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है।
सिल्वर नैनोपार्टिकल्स का ग्रीन अल्ट्रासोनिक संश्लेषण
Elsupikhe एट अल (2015) चांदी नैनोकणों (AgNPs) की तैयारी के लिए एक हरे रंग की अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त संश्लेषण मार्ग विकसित किया है. सोनोकेमिस्ट्री कई गीले-रासायनिक प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देने के लिए अच्छी तरह से जाना जाता है। सोनिकेशन प्राकृतिक स्टेबलाइजर के रूप में κ-carrageenan के साथ AgNPs को संश्लेषित करने में सक्षम बनाता है। प्रतिक्रिया कमरे के तापमान पर चलती है और बिना किसी अशुद्धियों के एफसीसी क्रिस्टल संरचना के साथ चांदी के नैनोकणों का उत्पादन करती है। AgNPs के कण आकार वितरण κ-carrageenan की एकाग्रता से प्रभावित किया जा सकता है.
एजी-एनपी चार्ज किए गए समूहों के बीच बातचीत की योजना जो सोनिकेशन के तहत κ-carrageenan के साथ छाया हुआ है। [एल्सुपिखे एट अल. 2015]
प्रक्रिया
- AgNO को कम करके Ag-NPs को संश्लेषित किया गया था3 κ-carrageenan की उपस्थिति में ultrasonication का उपयोग करना। विभिन्न नमूने प्राप्त करने के लिए, पांच निलंबन 0.1 एम एग्नो के 10 एमएल जोड़कर तैयार किए गए थे3 40-एमएल κ-carrageenan के लिए। उपयोग किए गए κ-carrageenan समाधान क्रमशः 0.1, 0.15, 0.20, 0.25 और 0.3 wt% थे।
- AgNO प्राप्त करने के लिए समाधान 1h के लिए उभारा गया था3/κ-carrageenan का उपयोग करें।
- फिर, नमूने तीव्र अल्ट्रासोनिक विकिरण के संपर्क में थे: अल्ट्रासोनिक डिवाइस का आयाम यूपी400एस (400W, 24kHz) को 50% पर सेट किया गया था। सोनिकेशन कमरे के तापमान पर 90min के लिए लागू किया गया था। अल्ट्रासोनिक तरल प्रोसेसर का सोनोट्रोड यूपी400एस प्रतिक्रिया समाधान में सीधे विसर्जित किया गया था।
- सोनिकेशन के बाद, निलंबन को 15 मिनट के लिए अपकेंद्रित्र किया गया था और चांदी आयन अवशेषों को हटाने के लिए चार बार डबल आसुत जल से धोया गया था। अवक्षेपित नैनोकणों को एजी-एनपी प्राप्त करने के लिए रात भर वैक्यूम के तहत 40 डिग्री सेल्सियस पर सुखाया गया था।
समीकरण
- एनएच2O —सोनिकेशन–> +H + OH
- ओह + आरएच –> R + H2O
- एग्नो3–जल-अपघटन–> Ag+ + NO3–
- आर + एजी+ —> Ag° + R’ + एच+
- एजी+ + एच –कटौती–> Ag°
- एजी+ + एच2O —> Ag° + OH + H+
विश्लेषण और परिणाम
परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए, नमूनों का विश्लेषण यूवी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपिक विश्लेषण, एक्स-रे विवर्तन, एफटी-आईआर रासायनिक विश्लेषण, टीईएम और एसईएम छवियों द्वारा किया गया था।
एजी-एनपी की संख्या में वृद्धि κ-carrageenan सांद्रता में वृद्धि हुई। κ-carrageenan का गठन यूवी-दृश्यमान स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा निर्धारित किया गया था जहां सतह प्लास्मोन अवशोषण अधिकतम 402 से 420nm पर देखा गया था। एक्स-रे विवर्तन (एक्सआरडी) विश्लेषण से पता चला है कि एजी-एनपी एक चेहरा-केंद्रित घन संरचना के हैं। फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड (एफटी-आईआर) स्पेक्ट्रम ने κ-carrageenan में Ag-NPs की उपस्थिति का संकेत दिया। κ-carrageenan की उच्चतम एकाग्रता के लिए ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (TEM) छवि ने 4.21nm के पास औसत कण आकार के साथ Ag-NPs का वितरण दिखाया। स्कैन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (एसईएम) छवियों एजी-एनपी के गोलाकार आकार सचित्र. SEM विश्लेषण से पता चलता है कि κ-carrageenan सांद्रता बढ़ने के साथ, Ag/κ-carrageenan की सतह में परिवर्तन हुआ, ताकि गोलाकार आकार के साथ छोटे आकार के एजी-एनपी प्राप्त किए गए थे।
κ-carrageenan की विभिन्न सांद्रता पर sonochemically संश्लेषित Ag/κ-carrageenan के लिए TEM छवियों और इसी आकार वितरण। [0.1%, 0.2%, और 0.3%, क्रमशः (ए, बी, सी)]।
Ag+/κ-carrageenan (बाएं) और sonicated Ag/κ-carrageenan (दाएं)। Sonication 90min के लिए UP400S के साथ प्रदर्शन किया गया था. [Elsupikhe एट अल. 2015]
यूपी400एस – अल्ट्रासोनिक उपकरण एजी नैनोकणों के सोनोकेमिकल संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है
κ-carrageenan की विभिन्न सांद्रता पर Ag/κ-carrageenan के लिए SEM छवियां। [0.1%, 0.2%, और 0.3%, क्रमशः (ए, बी, सी)]। [एल्सुपिखे एट अल. 2015]
साहित्य/संदर्भ
- एल्सुपिखे, रांडा फावज़ी; शामेली, कामयार; अहमद, मंसूर बी; इब्राहिम, न ही अज़ोवा; ज़ैनुद्दीन , नोरहाज़लिन (2015): "κ-carrageenan की अलग-अलग सांद्रता में चांदी के नैनोकणों का हरा सोनोकेमिकल संश्लेषण"। नैनोस्केल अनुसंधान पत्र 10. 2015.
बुनियादी जानकारी
सोनोकेमिस्ट्री
जब समाधान (तरल या घोल अवस्था) में रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर शक्तिशाली अल्ट्रासाउंड लागू किया जाता है, तो यह एक भौतिक घटना के कारण विशिष्ट सक्रियण ऊर्जा प्रदान करता है, जिसे ध्वनिक गुहिकायन के रूप में जाना जाता है। कैविटेशन उच्च कतरनी बलों और चरम स्थितियों जैसे बहुत अधिक तापमान और शीतलन दर, दबाव और तरल जेट बनाता है। ये तीव्र बल प्रतिक्रियाएं शुरू कर सकते हैं और तरल चरण में अणुओं के आकर्षक बलों को नष्ट कर सकते हैं। अल्ट्रासोनिक विकिरण से लाभ के लिए कई प्रतिक्रियाओं को जाना जाता है, उदा। सोल-जेल मार्ग, सोनोकेमिकल संश्लेषण पलाडियम, लेटेक्स, हाइड्रोक्सीपाटाइट और कई अन्य पदार्थ। इस बारे में और पढ़ें। सोनोकेमिस्ट्री यहाँ!
चांदी के नैनोकणों
चांदी के नैनो-कणों को 1nm और 100nm के बीच के आकार की विशेषता है। जबकि अक्सर 'चांदी' के रूप में वर्णित किया जाता है’ कुछ सतह से थोक चांदी के परमाणुओं के बड़े अनुपात के कारण चांदी ऑक्साइड के एक बड़े प्रतिशत से बने होते हैं। चांदी के नैनोकण विभिन्न संरचनाओं के साथ दिखाई दे सकते हैं। आमतौर पर, गोलाकार चांदी के नैनोकणों को संश्लेषित किया जाता है, लेकिन हीरे, अष्टकोणीय और पतली चादरों का भी उपयोग किया जाता है।
चांदी के नैनोकणों को चिकित्सा अनुप्रयोगों में अत्यधिक बार देखा जाता है। चांदी के आयन बायोएक्टिव होते हैं और इनमें मजबूत रोगाणुरोधी और कीटाणुनाशक प्रभाव होते हैं। उनका बहुत बड़ा सतह क्षेत्र कई लिगेंड के समन्वय की अनुमति देता है। अन्य महत्वपूर्ण विशेषताएं चालकता और अद्वितीय ऑप्टिकल गुण हैं।
उनकी प्रवाहकीय विशेषताओं के लिए, चांदी के नैनोकणों को अक्सर कंपोजिट, प्लास्टिक, एपॉक्सी और चिपकने वाले में शामिल किया जाता है। चांदी के कण विद्युत चालकता को बढ़ाते हैं; इसलिए इलेक्ट्रॉनिक्स के निर्माण में चांदी के पेस्ट और स्याही का अक्सर उपयोग किया जाता है। चूंकि चांदी के नैनोकण सतह प्लास्मोन का समर्थन करते हैं, इसलिए एजीएनपी में उत्कृष्ट ऑप्टिकल गुण होते हैं। प्लास्मोनिक सिल्वर नैनोकणों का उपयोग सेंसर, डिटेक्टरों और विश्लेषणात्मक उपकरणों जैसे सरफेस एन्हांस्ड रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एसईआरएस) और सरफेस प्लास्मोन फील्ड-एन्हांस्ड फ्लोरेसेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (एसपीएफएस) के लिए किया जाता है।
कैरेजेनन
कैरेजेनन एक सस्ता प्राकृतिक बहुलक है, जो लाल समुद्री शैवाल की विभिन्न प्रजातियों में पाया जाता है। कैरेजेनन रैखिक सल्फेटेड पॉलीसेकेराइड हैं जो खाद्य उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, उनके गेलिंग, गाढ़ा होने और स्थिर गुणों के लिए। उनका मुख्य अनुप्रयोग डेयरी और मांस उत्पादों में है, खाद्य प्रोटीन के लिए उनके मजबूत बंधन के कारण। कैरेजेनन की तीन मुख्य किस्में हैं, जो सल्फेशन की उनकी डिग्री में भिन्न हैं। कप्पा-कैरेजेनन में प्रति डिसैकराइड एक सल्फेट समूह होता है। Iota-carrageenan (ι-carrageenen) में प्रति डिसैकराइड दो सल्फेट होते हैं। लैम्ब्डा कैरेजेनन (λ-carrageenen) में प्रति डिसैकराइड तीन सल्फेट होते हैं।
कप्पा कैरेजेनन (κ-carrageenan) में D-galactose और 3,6-anhydro-D-galactose के सल्फेटेड पॉलीसेकेराइड की एक रैखिक संरचना है।
κ- कैरेजेनन का व्यापक रूप से खाद्य उद्योग में उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए गेलिंग एजेंट के रूप में और बनावट संशोधन के लिए। यह आइसक्रीम, क्रीम, पनीर, मिल्कशेक, सलाद ड्रेसिंग, मीठा गाढ़ा दूध, सोया दूध में योजक के रूप में पाया जा सकता है & उत्पाद की चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए अन्य पौधे दूध, और सॉस।
इसके अलावा, κ-carrageenan गैर-खाद्य उत्पादों में पाया जा सकता है जैसे शैम्पू और कॉस्मेटिक क्रीम में थिकनर, टूथपेस्ट में (घटकों को अलग करने से रोकने के लिए स्टेबलाइजर के रूप में), अग्निशमन फोम (फोम को चिपचिपा बनाने के लिए मोटा होने के रूप में), एयर फ्रेशनर जैल, जूता पॉलिश (चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए), जैव प्रौद्योगिकी में कोशिकाओं/एंजाइमों को स्थिर करने के लिए, फार्मास्यूटिकल्स में (गोलियों/गोलियों में एक निष्क्रिय उत्तेजक के रूप में), पालतू भोजन आदि में।