Կանաչ Սոնոքիմիական երթուղի դեպի արծաթի նանոմասնիկներ

Արծաթի նանոմասնիկները (AgNPs) հաճախ օգտագործվում են նանոնյութեր՝ շնորհիվ իրենց հակամանրէային հատկությունների, օպտիկական հատկությունների և բարձր էլեկտրական հաղորդունակության: Կապպա կարագինանի օգտագործմամբ սոնոքիմիական երթուղին արծաթի նանո մասնիկների պատրաստման պարզ, հարմար և էկոլոգիապես մաքուր սինթեզի մեթոդ է: κ-կարագինանն օգտագործվում է որպես բնական էկոլոգիապես մաքուր կայունացուցիչ, մինչդեռ ուժային ուլտրաձայնը գործում է որպես կանաչ նվազեցնող միջոց:

Արծաթի նանոմասնիկների կանաչ ուլտրաձայնային սինթեզ

Էլսուպիխեն և այլք։ (2015) մշակել են արծաթի նանոմասնիկների (AgNPs) պատրաստման կանաչ ուլտրաձայնային օգնությամբ սինթեզի երթուղի: Հայտնի է, որ սոնոքիմիան նպաստում է բազմաթիվ խոնավ քիմիական ռեակցիաների: Sonication-ը հնարավորություն է տալիս սինթեզել AgNP-ները κ-կարագինանի հետ՝ որպես բնական կայունացուցիչ: Ռեակցիան ընթանում է սենյակային ջերմաստիճանում և արտադրում է արծաթի նանոմասնիկներ՝ fcc բյուրեղային կառուցվածքով, առանց որևէ կեղտերի: AgNP-ների մասնիկների չափերի բաշխման վրա կարող է ազդել κ-կարագինանի կոնցենտրացիան:

Արծաթի NP-ների կանաչ սոնոքիմիական սինթեզ. (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

Ag-NP-ների լիցքավորված խմբերի փոխազդեցության սխեման, որոնք ծածկված են κ-կարագինանով` ձայնային ազդեցությամբ: [Elsupikhe et al. 2015]

Ընթացակարգը

₃

UP400S

Sonication-ից հետո կասեցումները ցենտրիֆուգվեցին 15 րոպե և լվացվեցին կրկնակի թորած ջրով չորս անգամ՝ արծաթի իոնի մնացորդը հեռացնելու համար: Նստեցրած նանոմասնիկները չորացել են 40°C ջերմաստիճանում վակուումի տակ գիշերվա ընթացքում՝ Ag-NP-ներ ստանալու համար:

Հավասարում

nH₂Օ —sonication–> +H + OH
OH + RH –> R + H₂Օ
AgNo₃–հիդրոլիզ–> Ag+ + NO₃^–
Ռ + Ագ⁺ —> Ag° + R’ + Հ⁺
Ագ⁺ + Հ –կրճատումներ–> Ag°
Ագ⁺ + Հ₂Օ —> Ag° + OH + H⁺

Վերլուծություն և արդյունքներ

Արդյունքները գնահատելու համար նմուշները վերլուծվել են ուլտրամանուշակագույն տեսանելի սպեկտրոսկոպիկ անալիզի, ռենտգենյան ճառագայթների դիֆրակցիայի, FT-IR քիմիական վերլուծության, TEM և SEM պատկերների միջոցով:
Ag-NP-ների քանակն ավելացել է κ-կարագինանի կոնցենտրացիաների աճով: Ag/k-carrageenan-ի ձևավորումը որոշվել է ուլտրամանուշակագույն տեսանելի սպեկտրոսկոպիայի միջոցով, որտեղ մակերևութային պլազմոնի կլանման առավելագույնը դիտվել է 402-ից մինչև 420 նմ: Ռենտգենյան դիֆրակցիոն (XRD) վերլուծությունը ցույց տվեց, որ Ag-NP-ները դեմքի կենտրոնացված խորանարդ կառուցվածք ունեն: Ֆուրիեի փոխակերպման ինֆրակարմիր (FT-IR) սպեկտրը ցույց տվեց Ag-NP-ների առկայությունը κ-կարագինանում: Փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակի (TEM) պատկերը κ-կարագինանի ամենաբարձր կոնցենտրացիայի համար ցույց տվեց Ag-NP-ների բաշխվածությունը՝ մասնիկների միջին չափով մոտ 4,21 նմ: Սկան էլեկտրոնային մանրադիտակի (SEM) պատկերները ցույց են տվել Ag-NP-ների գնդաձև ձևը: SEM վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ κ-կարագինանի կոնցենտրացիայի աճով տեղի են ունեցել Ag/κ-կարագինանի մակերևույթի փոփոխություններ, այնպես որ. փոքր չափի Ag-NPs գնդաձև ձևով ձեռք են բերվել.

Սոնոքիմիապես սինթեզված Ag/κ-կարագինանի TEM պատկերներ: (Սեղմեք մեծացնելու համար!)

TEM պատկերներ և համապատասխան չափերի բաշխումներ սոնոքիմիապես սինթեզված Ag/κ-կարագինանի տարբեր կոնցենտրացիաներում κ-կարագինանի համար: [0.1%, 0.2% և 0.3% համապատասխանաբար (a, b, c)]:

Արծաթի նանոմասնիկների (AgNPs) սոնոքիմիական սինթեզ UP400S ուլտրաձայնային սարքով

Ag+/κ-carrageenan (ձախ) և sonicated Ag/κ-carrageenan (աջից): Sonication-ը կատարվել է UP400S-ով 90 րոպե: [Elsupikhe et al. 2015]

UP400S ուլտրաձայնային հոմոգենիզատոր (սեղմեք մեծացնելու համար):

UP400S – ուլտրաձայնային սարք, որն օգտագործվում է Ag նանոմասնիկների սոնոքիմիական սինթեզի համար

Ուլտրաձայնային եղանակով սինթեզված արծաթի նանոմասնիկների SEM պատկերներ (Սեղմեք մեծացնելու համար):

SEM պատկերներ Ag/κ-carrageenan-ի համար κ-carrageenan-ի տարբեր կոնցենտրացիաներում: [0.1%, 0.2% և 0.3% համապատասխանաբար (a, b, c)]: [Elsupikhe et al. 2015]

Գրականություն/Հղումներ

Էլսուպիխե, Ռանդա Ֆաուզի; Շամելի, Կամյար; Ահմադ, Մանսոր Բ; Իբրահիմ, Նոր Ազովա; Զայնուդին, Նորհազլին (2015): Արծաթի նանոմասնիկների կանաչ սոնոքիմիական սինթեզը κ-կարագինանի տարբեր կոնցենտրացիաներում: Nanoscale Research Letters 10. 2015 թ.

Առնչվող թեմաներ

Հիմնական տեղեկություններ

Սոնոքիմիա

Երբ հզոր ուլտրաձայնը կիրառվում է լուծույթում քիմիական ռեակցիաների վրա (հեղուկ կամ ցեխոտ վիճակ), այն ապահովում է հատուկ ակտիվացման էներգիա ֆիզիկական երևույթի պատճառով, որը հայտնի է որպես ակուստիկ կավիտացիա: Կավիտացիան ստեղծում է բարձր կտրող ուժեր և ծայրահեղ պայմաններ, ինչպիսիք են շատ բարձր ջերմաստիճանները և հովացման արագությունը, ճնշումը և հեղուկի շիթերը: Այս ինտենսիվ ուժերը կարող են առաջացնել ռեակցիաներ և ոչնչացնել մոլեկուլների գրավիչ ուժերը հեղուկ փուլում: Հայտնի են բազմաթիվ ռեակցիաներ, որոնք նպաստում են ուլտրաձայնային ճառագայթմանը, օրինակ՝ սոնոլիզը, սոլ-գել ճանապարհ, sonochemical synthesis of պալադիում, լատեքս, հիդրօքսիապատիտ և շատ այլ նյութեր: Կարդալ ավելին մասին սոնոքիմիա այստեղ!

արծաթի նանոմասնիկներ

Արծաթի նանո-մասնիկները բնութագրվում են 1 նմ-ից մինչև 100 նմ չափերով: Մինչդեռ հաճախ նկարագրվում է որպես «արծաթ»:’ ոմանք կազմված են արծաթի օքսիդի մեծ տոկոսից՝ մակերևույթից մեծ քանակությամբ արծաթի ատոմների մեծ հարաբերակցության պատճառով: Արծաթի նանոմասնիկները կարող են հայտնվել տարբեր կառուցվածքներով։ Ամենից հաճախ սինթեզվում են գնդաձև արծաթի նանոմասնիկներ, սակայն օգտագործվում են նաև ադամանդի, ութանկյուն և բարակ թիթեղներ:
Արծաթի նանոմասնիկները շատ հաճախ են հանդիպում բժշկական կիրառություններում: Արծաթի իոնները կենսաակտիվ են և ունեն ուժեղ հակամանրէային և մանրէասպան ազդեցություն: Նրանց չափազանց մեծ մակերեսը թույլ է տալիս համակարգել բազմաթիվ լիգանդներ: Մյուս կարևոր բնութագրերն են հաղորդունակությունը և յուրահատուկ օպտիկական հատկությունները:
Իրենց հաղորդիչ հատկությունների համար արծաթի նանոմասնիկները հաճախ ընդգրկված են կոմպոզիտների, պլաստմասսաների, էպոքսիդների և սոսինձների մեջ: Արծաթի մասնիկները մեծացնում են էլեկտրական հաղորդունակությունը. հետևաբար, արծաթի մածուկները և թանաքները հաճախ օգտագործվում են էլեկտրոնիկայի արտադրության մեջ: Քանի որ արծաթի նանոմասնիկները սատարում են մակերևութային պլազմոններին, AgNP-ներն ունեն ակնառու օպտիկական հատկություններ: Պլազմոնիկ արծաթի նանոմասնիկները օգտագործվում են սենսորների, դետեկտորների և վերլուծական սարքավորումների համար, ինչպիսիք են Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) և Surface Plasmon Field-Enhanced Fluorescence Spectroscopy (SPFS):

կարագինան

Կարագինանը էժան բնական պոլիմեր է, որը հանդիպում է կարմիր ջրիմուռների տարբեր տեսակների մեջ։ Կարագինանները գծային սուլֆատացված պոլիսախարիդներ են, որոնք լայնորեն օգտագործվում են սննդի արդյունաբերության մեջ՝ իրենց գելացնող, խտացնող և կայունացնող հատկությունների համար։ Դրանց հիմնական կիրառությունը կաթնամթերքի և մսամթերքի մեջ է՝ սննդամթերքի սպիտակուցների հետ նրանց ամուր կապի շնորհիվ։ Գոյություն ունեն կարագինանի երեք հիմնական սորտեր, որոնք տարբերվում են իրենց սուլֆացման աստիճանով։ Kappa-carrageenan-ն ունի մեկ սուլֆատային խումբ մեկ դիսաքարիդից: Iota-carrageenan (ι-carrageenen) ունի երկու սուլֆատ մեկ դիսաքարիդ: Lambda carrageenan (λ-carrageenen) ունի երեք սուլֆատ մեկ դիսաքարիդ:
Kappa carrageenan (κ-carrageenan) ունի D-գալակտոզայի և 3,6-անհիդրո-D-գալակտոզայի սուլֆատացված պոլիսախարիդի գծային կառուցվածք:
κ-կարագինանը լայնորեն օգտագործվում է սննդի արդյունաբերության մեջ, օրինակ՝ որպես գելացնող միջոց և հյուսվածքների փոփոխման համար: Այն կարելի է գտնել որպես հավելում պաղպաղակի, սերուցքի, կաթնաշոռի, կաթնային կոկտեյլների, աղցանների սոուսների, քաղցրացված խտացրած կաթի, սոյայի կաթի մեջ: & այլ բուսական կաթ և սոուսներ՝ արտադրանքի մածուցիկությունը բարձրացնելու համար:
Բացի այդ, κ-կարագինանը կարելի է գտնել ոչ պարենային ապրանքներում, ինչպիսիք են խտացուցիչը շամպունի և կոսմետիկ քսուքների մեջ, ատամի մածուկի մեջ (որպես կայունացուցիչ՝ բաղադրիչների բաժանումը կանխելու համար), հակահրդեհային փրփուրում (որպես խտացուցիչ, որը փրփուրը կպչուն է դառնում), օդը թարմացնող գելերում։ , կոշիկի լաք (մածուցիկությունը բարձրացնելու համար), կենսատեխնոլոգիայում՝ բջիջները/ֆերմենտները անշարժացնելու համար, դեղագործական արտադրանքներում (որպես ոչ ակտիվ օժանդակ նյութ հաբերում/պլանշետներում), կենդանիների սննդի մեջ և այլն։