Hielscher Ultrasonics
Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.
Nazovite nas: +49 3328 437-420
Pošaljite nam e-mail: info@hielscher.com

Sintetiziranje nano-srebra s medom i ultrazvukom

Nano-srebro se zbog svojih antibakterijskih svojstava koristi za ojačavanje materijala u medicini i znanosti o materijalima. Ultrasonication omogućuje brzu, učinkovitu, sigurnu i ekološki prihvatljivu sintezu sferičnih nanočestica srebra u vodi. Ultrazvučna sinteza nanočestica može se lako proširiti od male do velike proizvodnje.

Ultrazvučno potpomognuta sinteza koloidnog nano-srebra

Sonokemijska sinteza, koja se odnosi na kemijske reakcije potpomognute ultrazvučnim zračenjem, široko je primjenjiva metoda za proizvodnju nanočestica. To uključuje srebro, zlato, magnetit, hidroksiapatit, klorokin, perovskit, lateks i mnogi drugi nanomaterijali.

Ultrazvučna vlažna kemijska sinteza

Ultrazvučni mikser UIP1000hdT, sonikator snage 1000 W za sintezu nanočestica kao što su nanočestice srebra putem zelene kemijeZa proizvodnju nanočestica srebra razvijeno je više putova sinteze uz pomoć ultrazvuka. Jedna značajna metoda koristi med i kao sredstvo za redukciju i zatvaranje. Komponente u medu, poput glukoze i fruktoze, djeluju sinergistički u tim ulogama tijekom procesa sinteze.
Slično mnogim tehnikama sinteze nanočestica, ultrazvučna sinteza nano-srebra spada u kategoriju mokre kemije. Proces počinje nukleacijom nanočestica srebra unutar otopine. Tijekom sonikacije, prekursor srebra (npr. srebrov nitrat (AgNO3), ili srebrov perklorat (AgClO4)) se reducira u prisutnosti redukcijskog sredstva, kao što je med, da bi se dobilo koloidno srebro.

Mehanizam ultrazvučne nukleacije i rasta srebra

Početna faza nukleacije: Kako se koncentracija otopljenih iona srebra povećava, metalni ioni srebra počinju se vezati u male nakupine. U ovoj fazi ti su klasteri energetski nestabilni zbog negativne energetske bilance. Energija potrebna za stvaranje novih površina premašuje energiju dobivenu smanjenjem koncentracije otopljenog srebra.
Kritični radijus: Kada klaster dosegne određenu veličinu (kritični radijus), proces postaje energetski povoljan, stabilizirajući klaster. Ova stabilnost omogućuje klasteru da djeluje kao jezgra za daljnji rast.
Faza rasta: Tijekom rasta, dodatni atomi srebra difundiraju kroz otopinu i pričvršćuju se na rastuću površinu nanočestica. Rast se nastavlja sve dok koncentracija otopljenog srebra ne padne ispod praga nukleacije, zaustavljajući stvaranje novih jezgri.
Difuzija i završetak: Preostalo otopljeno srebro ugrađuje se u postojeće nanočestice, čime se proces dovršava.
Sonikacija ubrzava prijenos mase, posebice procese vlaženja i difuzije, što dovodi do bržeg stvaranja jezgri i kontroliranog rasta. Preciznim podešavanjem parametara sonikacije, kao što su intenzitet i trajanje, veličina, brzina rasta i oblik nanočestica mogu se fino podesiti. Ova precizna kontrola osigurava dosljedne strukture nanočestica skrojene za specifične primjene.

Ultrazvučno potpomognuta sinteza ističe se kao učinkovit, skalabilan i zeleni kemijski pristup proizvodnji nano-srebra s dobro definiranim svojstvima, nudeći značajne prednosti za različite primjene u istraživanju i industriji.

Kliknite ovdje da biste pročitali više o drugoj zelenoj metodi ultrazvučne sintetizacije nano-srebra pomoću karagenana!

Ultrazvučno potpomognuta sinteza nanočestica srebra korištenjem meda kao redukcijskog i zatvarajućeg sredstva laka je, učinkovita i ekološka metoda.

Usporedba konvencionalnih metoda i metoda zelene sinteze sinteze nanočestica.

Prednosti ultrazvučne nano-srebrne sinteze

  • jednostavna reakcija u jednom potu
  • Sef
  • brz proces
  • niska cijena
  • linearna skalabilnost
  • ekološki prihvatljiva, zelena kemija
UP400St Ultrazvučni homogenizator 400 W za šaržnu sonikaciju

UP400St – ultrazvučni uređaj snage 400 W za sonokemijsku sintezu nanočestica

Zahtjev za informacije




Imajte na umu naše politika privatnosti.




Studija slučaja ultrazvučne nano-srebrne sinteze

Sonikator tipa Hielscher UP400St radi na 20 kHz i isporučuje snažan ultrazvuk od 400 vata za sonokemijsku sintezu nanočestica uključujući magnetske i supra-paramagnetske nanočestice.Studija pod nazivom “Sinteza srebrnih nanočestica na bazi meda i ultrazvučno potpomognuta i njihova antibakterijska aktivnost” od Oskuee et al. (2016.) istražuje jednostavnu i ekološki prihvatljivu metodu za sintetiziranje nanočestica srebra (Ag-NP) korištenjem prirodnog meda i kao redukcijskog i stabilizirajućeg sredstva. Proces, koji uključuje smanjenje srebrnog nitrata (AgNO3) pod ultrazvučnim zračenjem, karakteriziraju različiti parametri uključujući koncentraciju iona srebra, koncentraciju meda i vrijeme sonikacije. Dobiveni Ag-NP imaju prosječnu veličinu od oko 11,8 nm i pokazuju antibakterijska svojstva protiv patogenih bakterija kao što su Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa i E. coli.
Studija naglašava prednosti korištenja meda u sintezi nanočestica, naglašavajući njegovu zelenu, jeftinu i netoksičnu prirodu. Autori pokazuju da se veličina i prinos Ag-NP mogu kontrolirati podešavanjem parametara reakcije kao što su koncentracija srebra, sadržaj meda i trajanje sonikacije. Pokazalo se da sintetizirani Ag-NP posjeduju učinkovito antibakterijsko djelovanje, posebno protiv E. coli i S. aureusa, s minimalnim inhibitornim koncentracijama (MIC) od približno 19,46 ppm. Ova metoda predstavlja potencijalnu primjenu za Ag-NP u medicinskim poljima, uključujući zacjeljivanje rana i kontrolu infekcija.
Materijali: srebrni nitrat (AgNO3) kao prekursor srebra; med kao sredstvo za zatvaranje/reduciranje; voda
Ultrazvučni uređaj: UP400St

Protokol ultrazvučne sinteze

Utvrđeno je da su najbolji uvjeti za sintezu koloidnih nanočestica srebra sljedeći: Redukcija srebrnog nitrata pod ultrazvučnom obradom posredovana prirodnim medom. Ukratko, 20 ml otopine srebrnog nitrata (0,3 M) koja je sadržavala med (20 tež. %) bilo je izloženo ultrazvučnom zračenju visokog intenziteta u ambijentalnim uvjetima 30 minuta. Ultrazvuk je proveden ultrasonicatorom tipa sonde UP400S (400 W, 24 kHz) uroni izravno u reakcijsku otopinu.

Raspodjela veličine ultrazvučno sintetiziranih nanočestica srebra (Ag-NP)

Raspodjela veličine čestica Ag-NPs sintetiziranih u optimalnim uvjetima; koncentracije srebra (0,3 M), koncentracije meda (20 wt%) i vrijeme ultrazvučnog zračenja (30 min)
Studija i slika: ©Oskuee et al. 2016

Med za hranu koristi se kao sredstvo za zatvaranje/stabilizaciju i redukciju, što vodenu otopinu za nukleaciju i istaložene nanočestice čini čistima i sigurnima za višestruku primjenu.
Kako se vrijeme ultrazvučne obrade povećava, nanočestice srebra postaju manje i njihova koncentracija se povećava.
U vodenoj otopini meda ultrazvuk je ključni čimbenik koji utječe na stvaranje nanočestica srebra. Parametri ultrazvuka kao što su amplituda, vrijeme i kontinuirani u odnosu na pulsirajući ultrazvuk glavni su čimbenici koji omogućuju kontrolu veličine i količine nano-čestica srebra.

Ultrazvučna protočna ćelija s ultrazvukom snage 4 x 4 kW za razgradnju mulja

Ultrazvučna protočna ćelija za industrijsku sintezu nanočestica

Rezultat ultrazvučne sinteze nanočestica srebra

Ultrazvučno promovirana, medom posredovana sinteza s UP400St rezultiralo je sfernim nanočesticama srebra (Ag-NP) s prosječnom veličinom čestica od oko 11,8 nm. Ultrazvučna sinteza nanočestica srebra je jednostavna i brza metoda u jednom loncu. Korištenje vode i meda kao materijala, čini reakciju isplativom i iznimno ekološki prihvatljivom.
Prikazana tehnika ultrazvučne sinteze korištenjem meda kao redukcijskog i zatvarajućeg sredstva može se proširiti na druge plemenite metale, poput zlata, paladija i bakra, što nudi razne dodatne primjene od medicine do industrije.

Ultrazvučno sintetizirane nano-čestice srebra sferičnog su oblika i imaju ujednačenu veličinu čestica.

TEM slika (A) i njena distribucija veličine čestica (B) Ag-NP sintetiziranih u optimalnim uvjetima.

Utjecaj na nukleaciju i veličinu čestica sonikacijom

Ultrazvuk omogućuje proizvodnju nano-čestica kao što su nano-čestice srebra prilagođene zahtjevima. Tri opće opcije sonikacije imaju važne učinke na izlaz:
Početna sonikacija: Kratka primjena ultrazvučnih valova na prezasićenu otopinu može pokrenuti klijanje i stvaranje jezgri. Budući da se sonikacija primjenjuje samo tijekom početne faze, kasniji rast kristala odvija se neometano što rezultira većim kristalima.
Kontinuirana sonikacija: Kontinuirano zračenje prezasićene otopine rezultira malim kristalima budući da ultrazvučna obrada bez pauze stvara puno jezgri što rezultira rastom mnogih malih kristala.
Pulsna sonikacija: Pulsni ultrazvuk podrazumijeva primjenu ultrazvuka u određenim intervalima. Precizno kontrolirani unos ultrazvučne energije omogućuje utjecaj na rast kristala kako bi se dobila prilagođena veličina kristala.

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za sintezu nanočestica

Hielscher Ultrasonics nudi snažne, pouzdane ultrazvučne procesore dizajnirane za napredne sonokemijske primjene, uključujući sono-sintezu i sono-katalizu. Ultrazvučno miješanje i dispergiranje značajno poboljšavaju prijenos mase, potiču vlaženje nakupina atoma i olakšavaju njihovu naknadnu nukleaciju, što dovodi do učinkovitog taloženja nanočestica. Ultrazvučna sinteza prepoznata je kao jednostavna, isplativa, biokompatibilna, ponovljiva, brza i sigurna metoda za proizvodnju visokokvalitetnih nanomaterijala.

Hielscher ultrasonicators su projektirani za preciznu kontrolu, omogućujući optimalne uvjete za nukleaciju i rast nanomaterijala. Ovi digitalni uređaji imaju inteligentan softver, zaslon u boji osjetljiv na dodir i intuitivni izbornik za sigurno i jednostavno rukovanje. Dodatno, dolaze s automatskim snimanjem podataka na ugrađenu SD karticu, čime se osigurava besprijekorno dokumentiranje procesa.

S opsežnim rasponom sustava — od kompaktnih ručnih ultrazvučnih uređaja od 50 W za laboratorijsku upotrebu do robusnih industrijskih sustava od 16.000 W — Hielscher pruža idealno ultrazvučno rješenje za svaku primjenu. Dizajnirana za izdržljivost, Hielscher ultrazvučna oprema napravljena je za kontinuirani rad u teškim uvjetima, čak i u zahtjevnim okruženjima, osiguravajući pouzdan rad 24/7.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Volumen serije Protok Preporučeni uređaji
1 do 500 ml 10 do 200 ml/min UP100H
10 do 2000 ml 20 do 400 ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 do 20L 0.2 do 4L/min UIP2000hdT
10 do 100l 2 do 10L/min UIP4000hdT
na 10 do 100L/min UIP16000
na veći klaster od UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Pitajte za više informacija

Molimo upotrijebite donji obrazac kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, primjeni i cijeni. Bit će nam drago razgovarati s vama o vašem procesu i ponuditi vam ultrazvučni sustav koji odgovara vašim zahtjevima!









Imajte na umu naše politika privatnosti.




Hielscher UIP16000 je sonikator visoke snage od 16kW za proizvodnju magnetskih nanočestica. Sonokemijska sinteza nanočestica poznata je po ujednačenoj veličini čestica i učinkovitoj funkcionalizaciji.

Industrijski ultrazvučni procesor UIP16000 (16kW) za veliku sintezu nanočestica srebra.

Literatura/Reference



Činjenice koje vrijedi znati

Što su srebrne nano-čestice?

Nano-čestice srebra su čestice srebra veličine između 1nm i 100nm. Nanočestice srebra imaju izuzetno veliku površinu, što dopušta koordinaciju velikog broja liganada.
Nanočestice srebra nude jedinstvena optička, električna i toplinska svojstva što ih čini vrlo vrijednima za znanost o materijalima i razvoj proizvoda, npr. fotonapon, elektronika, vodljive tinte, biološki/kemijski senzori.
Druga primjena, koja je već postala naširoko poznata, je uporaba nanočestica srebra za antimikrobne premaze, a mnogi tekstili, tipkovnice, zavoji za rane i biomedicinski uređaji sada sadrže nanočestice srebra koje kontinuirano otpuštaju nisku razinu iona srebra kako bi pružile zaštitu od bakterija .

Kako se nano-srebro koristi u tekstilu?

Nano-čestice srebra primjenjuju se u proizvodnji tekstila, gdje se Ag-NP koriste za izradu pamučnih tkanina s podesivim bojama, antibakterijskim sposobnostima i samoizlječivim superhidrofobnim svojstvima. Antibakterijsko svojstvo nanočestica srebra omogućuje proizvodnju tkanina koje degradiraju miris koji potječu od bakterija (npr. miris znoja).

ŠTO je antibakterijski premaz za lijekove i medicinske potrepštine?

Nano-čestice srebra pokazuju antibakterijska, antigljivična i antioksidativna svojstva, što ih čini zanimljivim za farmaceutsku i medicinsku primjenu, npr. stomatološki rad, kirurške primjene, liječenje rana i biomedicinske uređaje. Istraživanja su pokazala da nanočestice srebra (Ag-nPs) inhibiraju rast i razmnožavanje različitih sojeva bakterija kao što su Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Citrobacter koseri, Salmonella typhii, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Vibrio parahaemolyticus i gljivica Candida albicans . Antibakterijski/protugljivični učinak postiže se nanočesticama srebra difundirajući u stanice i vežu Ag/Ag+ ione na biomolekule u mikrobnim stanicama tako da je njihova funkcija poremećena.

Što je MIC analiza?

MIC (minimalna inhibicijska koncentracija) analiza određuje najnižu koncentraciju tvari, kao što je antimikrobno sredstvo, potrebnu za inhibiciju vidljivog rasta mikroorganizma in vitro. Obično se provodi korištenjem serijskih razrjeđenja u tekućem mediju za rast i mjerenjem rasta bakterija nakon inkubacije. Pročitajte više o tome kako sonikacija olakšava MIC testove visoke propusnosti!

Bit će nam drago razgovarati o vašem procesu.

Let's get in contact.