銀ナノ粒子のグリーンソノケミカルルート

銀ナノ粒子（AgNPs）は、しばしば、それらの抗菌特性、光学特性及び高い電気伝導度にナノ物質を利用しています。カッパカラギーナンを使用した音響化学ルートは、銀ナノ粒子の製造のための、簡単で便利で環境に優しい合成法です。 κカラギーナンは、緑色、還元剤としてのパワー超音波が作用する一方、自然環境に優しい安定剤として使用されます。

銀ナノ粒子のグリーン超音波合成

Elsupikheら。 （2015）銀ナノ粒子（AgNPs）の調製のための緑の超音波支援合成経路を開発しました。ソノケミストリーは、多くの湿式化学反応を促進することが知られています。超音波処理は、自然の安定剤としてκカラギーナンとAgNPsをsynthsizeすることができます。反応物を室温で動作し、任意の不純物なしのFCC結晶構造を有する銀ナノ粒子を生成します。 AgNPsの粒径分布は、κカラギーナンの濃度によって影響され得ます。

銀のNPのグリーン音響化学合成。 （拡大するにはクリックしてください！）

銀-NPの間の相互作用のスキームは、超音波処理下κカラギーナンでキャップされているグループを充電しました。 【Elsupikheら。 2015]

手順

    Ag-NPのは、硝酸銀を還元することによって合成しました。3 κカラギーナンの存在下で超音波を使用して。異なるサンプルを得るために、5つの懸濁液を10mLの0.1Mの硝酸銀を添加することによって、調製しました。3 40-mLのκカラギーナンへ。使用κカラギーナン溶液は、それぞれ、0.1、0.15、0.20、0.25、及び0.3重量％でした。
    溶液は硝酸銀を得るために1時間撹拌しました。3/κカラギーナン。
    次いで、試料を強い超音波照射に曝露した。超音波装置の振幅 UP400S （400W、24kHzの）が50％に設定しました。超音波処理は、室温で90分間適用しました。超音波液体プロセッサのソノトロード UP400S 反応溶液中に直接浸漬しました。
    超音波処理後、懸濁液を15分間遠心分離し、銀イオンの残留物を除去するために蒸留水で4回洗浄しました。沈殿したナノ粒子は、Ag-NPのを取得するために真空下で一晩40℃で乾燥させました。

方程式

  1. nHの2ザ・ —超音波処理–> + H + OH
  2. ああ + RH –> R + H2ザ・
  3. アグノ3–加水分解–> Ag + + いいえ3–
  4. R +のAg+ —>銀゜+ R’ + H+
  5. 銀+ + H –削減–>銀°
  6. 銀+ + H2ザ・ —>のAg°+ OH + H+

分析と結果

結果を評価するために、サンプルをUV可視分光分析、X線回折、FT-IR化学分析、TEMおよびSEM画像によって分析しました。
Ag-NPの数は、κ-カラギーナン濃度の増加とともに増加した。 Ag /κ-カラギーナンの形成はUV-可視分光法によって測定し、表面プラズモン吸収の最大値は402〜420nmで観察された。 X線回折（XRD）分析は、Ag-NPが面心立方構造であることを示した。フーリエ変換赤外（FT-IR）スペクトルは、κ-カラギーナン中にAg-NPの存在を示した。 κ-カラギーナンの最高濃度の透過電子顕微鏡（TEM）画像は、4.21nmに近い平均粒子サイズを有するAg-NPの分布を示した。走査電子顕微鏡（SEM）画像はAg-NPの球形を示した。 SEM分析は、κ-カラギーナン濃度の増加に伴い、Ag /κ-カラギーナンの表面の変化が起こったことを示している。 球形を有する小型のAg-NPを 得られました。

sonochemically合成されたAg /κカラギーナンのTEM像。 （拡大するにはクリックしてください！）

κカラギーナンの異なる濃度でsonochemically合成したAg /κカラギーナンのためのTEM像および対応するサイズ分布。 【それぞれ0.1％、0.2％、および0.3％、（A、B、C）]。

超音波発生装置を有する銀ナノ粒子（AgNPs）の音響化学合成UP400S

AG + /κカラギーナン（左）と超音波処理したAg /κカラギーナン（右）。超音波処理を90分間UP400Sで行いました。 【Elsupikheら。 2015]

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UP400S超音波ホモジナイザー（クリックすると拡大します！）

UP400S – Agナノ粒子の音響化学合成のために使用される超音波装置

超音波で合成された銀ナノ粒子のSEM画像（クリックすると拡大します！）

κカラギーナンの異なる濃度でのAg /κカラギーナンのためのSEM画像。 【それぞれ0.1％、0.2％、および0.3％、（A、B、C）]。 【Elsupikheら。 2015]

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基本情報

ソノケミストリー

強力超音波は、溶液中の化学反応（液体またはスラリー状態）に適用した場合、それは音響キャビテーションとして知られる、物理現象に起因する特定の活性化エネルギーを提供します。キャビテーションは、高剪断力と、このような非常に高い温度と冷却速度、圧力および液体ジェットのように極端な条件を作成します。これらの強烈な力は、反応を開始し、液相での分子の引力を破壊することができます。多数の反応は、例えば、超音波照射から恩恵を受けることが知られています超音波分解、 ゾル - ゲル経路の、音響化学合成 パラジウム、 ラテックス、 ハイドロキシアパタイト そして他の多くの物質。もっと読みます ここソノケミストリー！

銀ナノ粒子

銀ナノ粒子は、1nmのと100nmの間の大きさによって特徴付けられます。頻繁に「銀であると説明しながら、’ いくつかは、表面対バルク銀原子のそれらの大きな割合に酸化銀の大部分で構成されています。銀ナノ粒子は異なる構造で表示されます。最も一般的には、球状の銀ナノ粒子が合成されますが、ダイヤモンド、八角形と薄いシートも利用されています。
銀ナノ粒子は、高度医療用途で頻繁にされています。銀イオンは、生物活性であり、強力な抗菌や殺菌効果を持っています。彼らの非常に大きな表面積は、多数のリガンドの調整が可能になります。その他の重要な特徴は、導電性とユニークな光学特性です。
その導電性の機能については、銀ナノ粒子は、多くの場合、複合材料、プラスチック、エポキシ樹脂や接着剤に組み込まれました。銀粒子は、導電性を高めます。従って、銀ペーストおよびインクはしばしば電子機器の製造に使用されます。銀ナノ粒子は、表面プラズモンをサポートするので、AgNPsは、優れた光学特性を有します。プラズモン銀ナノ粒子は、表面増強ラマン分光法（SERS）などのセンサ、検出器及び分析機器に使用され、プラズモン場増強蛍光分光法（SPFS）の面形状です。

カラギーナン

カラギーナンは赤い海藻の様々な種で発見された安価な天然高分子、です。カラギーナンは、広くそのゲル化剤、増粘剤、および安定化特性のために、食品業界で使用されているリニア硫酸化多糖類です。彼らの主な用途は、酪農及び肉製品に食品タンパク質への強い結合によるものです。硫酸化の程度が異なるカラギーナンの3主な品種は、あります。カッパカラギーナンは、二糖あたり1個の硫酸基を有しています。イオタカラギーナン（ι-カラギーナン）は、二糖ごとに2つの硫酸塩を持っています。ラムダカラギーナン（λ-カラギーナン）は二糖ごとに3つの硫酸塩を持っています。
カッパカラギーナン（κカラギーナン）はD-ガラクトースと3,6-アンヒドロ-D-ガラクトースの硫酸化多糖の線状構造を有しています。
κ-カラギーナンは広く、例えば、食品業界で使用されていますゲル化剤としておよびテクスチャ変更のため。それは、アイスクリーム、クリーム、カッテージチーズ、ミルクシェイク、サラダドレッシング、加糖ミルク、豆乳に添加剤として求めることができます & 他の植物ミルク、および製品の粘度を高めるためにソース。
さらに、κカラギーナンは、消火泡（分離成分を防止するための安定剤として）歯磨き粉で、シャンプーや化粧品クリーム中の増粘剤などの非食品で見つけることができ、空気清浄ゲル（粘着性になるために泡を発生させる増粘剤として） 、靴墨は（粘度を増加させるために）、バイオテクノロジーに医薬品（錠剤/錠剤中に不活性の賦形剤など）、ペットフードにおける等では、細胞/酵素を固定化します