Nano-perak digunakan untuk sifat anti-bakteri untuk memperkuat bahan dalam Kedokteran dan ilmu material. Ultrasonication memungkinkan untuk cepat, berkhasiat, aman, dan ramah lingkungan sintesis nanopartikel bola dalam air. Ultrasonic nanopartikel sintesis dapat dengan mudah diskalakan dari produksi kecil hingga besar.

Ultrasonically dibantu sintesis koloid Nano-Silver

Sintesis sonochemical, yang merupakan reaksi synthetical di bawah iradiasi ultrasonik, secara luas digunakan untuk menghasilkan nanopartikel seperti perak, emas, magnetit, hydroxyapatite, Klorokuin, Perovskit, lateks dan banyak bahan Nano lainnya.

Ultrasonic Wet-kimia sintesis

Untuk partikel nano perak, beberapa rute sintesis ultrasonically dibantu dikenal. Di bawah ini, sebuah rute sintesis ultrasonik menggunakan madu sebagai mengurangi dan agen ligan pembatasan, disajikan. Madu komponen seperti glukosa dan fruktosa bertanggung jawab untuk perannya sebagai pembatasan dan mengurangi agen dalam proses sintesis.
Seperti metode yang paling umum untuk sintesis nanopartikel, sintesis Nano-perak ultrasonik termasuk dalam kategori Kimia basah juga. Ultrasonication mempromosikan nukkubasi Nano-partikel perak dalam larutan. Nukasi yang dipromosikan secara ultrasonik terjadi ketika prekursor perak (kompleks ion perak), misalnya perak nitrat (AgNO₃) atau perak perklorat (AgClO₄), dikurangi menjadi Koloid perak dengan adanya agen pengurang, seperti madu. Di bawah kondisi bahwa konsentrasi ion perak dalam larutan meningkat cukup, ion perak logam terlarut mengikat bersama-sama dan membentuk permukaan yang stabil. Ketika cluster ion perak masih kecil, itu adalah kondisi yang penuh semangat tidak menguntungkan karena keseimbangan energi negatif. Keseimbangan energi negatif terjadi karena energi yang diperoleh dengan mengurangi konsentrasi partikel perak terlarut lebih rendah daripada energi yang dihabiskan dengan menciptakan permukaan baru.
Ketika cluster mencapai radius kritis, yang merupakan titik ketika menjadi penuh semangat menguntungkan, itu cukup stabil untuk terus tumbuh. Selama fase pertumbuhan, atom perak lebih menyebar melalui solusi dan melampirkan ke permukaan. Ketika konsentrasi dari perak atom terlarut menurun ke titik tertentu, ambang nukleasi tercapai sehingga atom tidak dapat mengikat lebih lama bersama-sama dalam rangka membentuk inti yang stabil. Pada ambang nukasi ini, pertumbuhan nanopartikel baru berhenti, dan perak terlarut yang tersisa diserap oleh difusi ke dalam nanopartikel yang berkembang dalam larutan.
Sonication mempromosikan transfer massa, yaitu pembasahan cluster, yang menghasilkan nukorasi lebih cepat. Dengan tepat dikontrol sonikasi, tingkat pertumbuhan, ukuran, dan bentuk struktur Nano-partikel dapat ditentukan.
Klik di sini untuk membaca lebih lanjut tentang metode hijau lain untuk ultrasonically mensintesis Nano-perak menggunakan Carrageenan!

Perbandingan metode konvensional dan metode sintesis hijau nanopartikel sintesis.

Studi kasus Ultrasonic Nano-Silver sintesis

Bahan: perak nitrat (AgNO₃) sebagai pendahulu perak; madu sebagai pembatasan/mengurangi agen; Air
Perangkat ultrasonik: UP400St

Ultrasonic sintesis protokol

Kondisi terbaik untuk mensintesis nanopartikel Koloid perak ditemukan sebagai berikut: mengurangi nitrat perak di bawah ultrasonikasi dimediasi oleh madu alam. Secara singkat, 20 ml larutan nitrat perak (0,3 M) mengandung madu (20 WT%) terpapar dengan iradiasi ultrasound intensitas tinggi dalam kondisi ambien selama 30 menit. Ultrasonication dilakukan dengan ultrasonikator tipe probe UP400S (400W, 24 kHz) terendam langsung ke dalam larutan reaksi.

Distribusi ukuran partikel AG-NPs disintesis dalam kondisi optimum; konsentrasi perak (0,3 M), kadar madu (20 WT%), dan waktu iradiasi ultrasonik (30 menit)
sumber gambar: Oskuee et al. 2016

Makanan-grade madu digunakan sebagai pembatasan/menstabilkan dan mengurangi agen, yang membuat solusi nukksasi berair dan nanopartikel diendapkan bersih dan aman untuk aplikasi manifold.
Sebagai waktu ultrasonication meningkat, nanopartikel perak menjadi lebih kecil dan konsentrasi mereka ditingkatkan.
Dalam larutan madu berair, ultrasonication adalah faktor kunci yang mempengaruhi pembentukan perak Nano-partikel. Parameter Sonication seperti amplitudo, waktu dan kontinu vs berdenyut USG adalah faktor utama yang memungkinkan untuk mengendalikan ukuran dan kuantitas Nano-partikel perak.

Hasil Ultrasonic sintesis nanopartikel perak

Ultrasonically dipromosikan, madu-dimediasi sintesis dengan UP400St menghasilkan perak berbentuk bola Nano-partikel (AG-SPN) dengan ukuran partikel rerata sekitar 11,8 Nm. Sintesis ultrasonik Nano-partikel perak adalah metode One-pot yang sederhana dan cepat. Penggunaan air dan madu sebagai bahan, membuat reaksi efektif biaya dan sangat ramah lingkungan.
Teknik yang disajikan ultrasonik sintesis menggunakan madu sebagai mengurangi dan pembatasan agen dapat diperluas untuk logam mulia lainnya, seperti emas, Palladium, dan tembaga, yang menawarkan berbagai aplikasi tambahan dari obat untuk industri.

TEM gambar (A) dan distribusi ukuran partikel (B) dari AG-NPs disintesis di kondisi optimal.

Mempengaruhi Nucleation dan ukuran partikel oleh Sonikasi

Ultrasound memungkinkan untuk produksi partikel nano seperti partikel nano perak yang disesuaikan dengan persyaratan. Tiga pilihan umum sonikasi memiliki efek penting pada output:
Sonikasi awal: Aplikasi singkat gelombang ultrasound untuk solusi jenuh dapat memulai penyemaian dan pembentukan inti. Karena sonikasi hanya diterapkan selama tahap awal, pertumbuhan kristal berikutnya berlangsung tanpa terhalang sehingga menghasilkan kristal yang lebih besar.
Sonikasi Kontinu: Iradiasi kontinu dari larutan jenuh menghasilkan kristal kecil karena ultrasonikasi yang tidak dijeda menciptakan banyak inti yang menghasilkan pertumbuhan kristal kecil.
Sonikasi berdenyut: USG berdenyut berarti penerapan USG dalam interval yang ditentukan. Sebuah input yang dikontrol dengan tepat dari energi ultrasonik memungkinkan untuk mempengaruhi pertumbuhan kristal dalam rangka untuk mendapatkan ukuran kristal disesuaikan.

Ultrasonicators kinerja tinggi untuk sintesis

Hielscher Ultrasonics memasok prosesor ultrasonik yang kuat dan andal untuk aplikasi sonochemical termasuk Sono-sintesis dan Sono-katalisis. Ultrasonic pencampuran dan Dispersing meningkatkan perpindahan massa dan mempromosikan pembasahan dan selanjutnya pembentukan gugus atom dalam rangka untuk memicu partikel nano. Ultrasonic sintesis Nano-partikel adalah sederhana, biaya-efektif, biokompatibel, direproduksi, cepat, dan metode yang aman.
Hielscher Ultrasonics memasok kuat dan tepat dikontrol prosesor ultrasonik untuk nukasi dan curah hujan Nano-bahan. Semua perangkat digital dilengkapi dengan perangkat lunak cerdas, layar sentuh berwarna, perekaman data otomatis pada SD-Card built-in dan fitur menu intuitif untuk operasi yang ramah pengguna dan aman.
Meliputi rentang daya lengkap dari 50 watt genggam ultrasonicators untuk laboratorium hingga 16.000 watt sistem ultrasonik industri yang kuat, Hielscher memiliki setup ultrasonik yang ideal untuk aplikasi Anda. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan untuk 24/7 operasi pada tugas berat dan dalam lingkungan menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: