ნანო-ვერცხლის სინთეზირება თაფლით და ულტრაბგერით
ნანო-ვერცხლი მისი ანტიბაქტერიული თვისებებისთვის გამოიყენება მედიცინასა და მატერიალურ მეცნიერებაში მასალების გასაძლიერებლად. ულტრაბგერითი საშუალებას იძლევა წყალში სფერული ვერცხლის ნანონაწილაკების სწრაფი, ეფექტური, უსაფრთხო და ეკოლოგიური სინთეზი. ულტრაბგერითი ნანონაწილაკების სინთეზი მარტივად შეიძლება მასშტაბური იქნას მცირედან მსხვილ წარმოებამდე.
კოლოიდური ნანო-ვერცხლის ულტრაბგერითი დახმარებით სინთეზი
სონოქიმიური სინთეზი, რომელიც წარმოადგენს სინთეზურ რეაქციებს ულტრაბგერითი დასხივების ქვეშ, ფართოდ გამოიყენება ნანონაწილაკების წარმოება, როგორიცაა ვერცხლი, ოქრო, მაგნეტიტი და ა.შ. ჰიდროქსიპატიტი, ქლოროქინი, პეროვსკიტი, ლატექსი და მრავალი სხვა ნანო მასალა.
ულტრაბგერითი სველი-ქიმიური სინთეზი
ვერცხლის ნანონაწილაკებისთვის ცნობილია ულტრაბგერითი დახმარებით სინთეზის რამდენიმე გზა. ქვემოთ მოცემულია ულტრაბგერითი სინთეზის მარშრუტი, რომელიც იყენებს თაფლს, როგორც ამცირებენ და ლიგმენტური ხრტილების საშუალებებს. თაფლის კომპონენტები, როგორიცაა გლუკოზა და ფრუქტოზა, პასუხისმგებელნი არიან მის როლზე, როგორც სინთეზის პროცესში, როგორც კაფსულების, ასევე შემცირების აგენტი.
ნანონაწილაკების სინთეზის ყველაზე გავრცელებული მეთოდების მსგავსად, ულტრაბგერითი ნანო-ვერცხლის სინთეზიც სუსტი ქიმიის კატეგორიას განეკუთვნება. ულტრაბგერითი მოქმედება ხელს უწყობს ვერცხლის ნანო-ნაწილაკების წარმოქმნას ხსნარში. ულტრაბგერითი გააქტიურებული ბირთვი ხდება, როდესაც ვერცხლის წინამორბედი (ვერცხლის იონური კომპლექსი), მაგალითად, ვერცხლის ნიტრატი (AgNO3) ან ვერცხლის პერქლორატი (AgClO)4), მცირდება კოლოიდური ვერცხლის სახით, ამცირებს აგენტი, მაგალითად, თაფლი. იმ პირობით, რომ ვერცხლის იონების კონცენტრაცია ხსნარში საკმარისად იზრდება, დაშლილი მეტალის ვერცხლის იონები ერთმანეთთან იკვრება და ქმნის სტაბილურ ზედაპირს. როდესაც ვერცხლის იონების მტევანი ჯერ კიდევ მცირეა, ის ენერგიულად უარყოფითი მდგომარეობაა ენერგიის უარყოფითი ბალანსის გამო. უარყოფითი ენერგიის ბალანსი ხდება მას შემდეგ, რაც მიღებული ენერგია დაშლილი ვერცხლის ნაწილაკების კონცენტრაციის შემცირებით უფრო დაბალია, ვიდრე ახალი ზედაპირის შექმნაზე დახარჯული ენერგია.
როდესაც მტევანი აღწევს კრიტიკულ რადიუსში, ეს არის წერტილი, როდესაც ის ენერგიულად ხელსაყრელი ხდება, ის საკმარისად სტაბილურია, რომ განაგრძოს ზრდა. ზრდის ფაზის განმავლობაში, უფრო მეტი ვერცხლის ატომები გაფანტავს ხსნარის საშუალებით და მიმაგრებულია ზედაპირზე. როდესაც დაშლილი ატომური ვერცხლის კონცენტრაცია გარკვეულ მომენტამდე მცირდება, ბირთვული ბარიერი ისეა მიღწეული, რომ ატომები ვერ იკავებენ ერთმანეთთან დიდხანს, რათა ჩამოყალიბდნენ სტაბილური ბირთვი. ამ ბირთვული ბარიერის დროს, შეჩერებულია ახალი ნანონაწილაკების ზრდა, ხოლო დანარჩენი დაშლილი ვერცხლი შეიწოვება დიფუზიით მზარდი ნანონაწილაკების ხსნარში.
Sonication ხელს უწყობს მასის გადაცემას, ანუ მტევნების დამსუბუქება, რაც იწვევს სწრაფ ბირთვს. ზუსტად კონტროლირებადი სონიზაციის საშუალებით შეიძლება განისაზღვროს ნანო-ნაწილაკების ზრდის ტემპი, ზომა და ფორმა.
დააწკაპუნეთ აქ, რომ დაწვრილეთ კიდევ ერთი მწვანე მეთოდის შესახებ, ნანო-ვერცხლის ულტრაბგერითი სინთეზირების მიზნით, carrageenan– ის გამოყენებით!
ნანონაწილაკების სინთეზის ჩვეულებრივი მეთოდებისა და მწვანე სინთეზის მეთოდების შედარება.
- მარტივი ერთი ქოთნის რეაქცია
- უსაფრთხო
- სწრაფი პროცესი
- დაბალი ფასი
- წრფივი scalability
- გარემოსდაცვითი, მწვანე ქიმია
UP400St – 400 ვტ მძლავრი ულტრაბგერითი ნანო-ნაწილაკების სონოქიმიური სინთეზისთვის
ულტრაბგერითი ნანო-ვერცხლის სინთეზის შემთხვევათა შესწავლა
მასალები: ვერცხლის ნიტრატი (AgNO3) როგორც ვერცხლის წინამორბედი; თაფლი, როგორც კაფე / შემცირების აგენტი; წყალი
ულტრაბგერითი მოწყობილობა: UP400St
ულტრაბგერითი სინთეზის პროტოკოლი
კოლოიდური ვერცხლის ნანონაწილაკების სინთეზის საუკეთესო პირობებში აღმოჩნდა შემდეგი: ულტრაბგერითი გზით ვერცხლის ნიტრატის შემცირება, რომელიც შუამავლობით ხდებოდა ბუნებრივი თაფლით. მოკლედ, 20 მლ ვერცხლის ნიტრატის ხსნარი (0.3 მ), რომელიც შეიცავს თაფლს (20 ვტ%), ექვემდებარება მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერითი დასხივებას გარემოს ქვეშ 30 წუთის განმავლობაში. ულტრაბგერითი ჩატარდა გამოძიების ტიპის ულტრაბგერითი UP400S (400W, 24 kHz) ჩაეფლო პირდაპირ რეაქციის ხსნარში.
Ag-NP- ების ნაწილაკების ზომის განაწილება სინთეზირებულია ოპტიმალურ პირობებში; ვერცხლის კონცენტრაცია (0.3 მ), თაფლის კონცენტრაცია (20 ვტ%) და ულტრაბგერითი დასხივების დრო (30 წთ)
სურათის წყარო: Oskuee et al. 2016 წელი
საკვების დონის თაფლს იყენებენ, როგორც დასაფენად / სტაბილიზაციას და ამცირებს აგენტი, რაც წყალხსნარი ბირთვული ხსნარით და ნალექი ნანონაწილაკებით სუფთა და უსაფრთხო ხდის მრავალჯერადი გამოყენებისთვის.
როგორც ულტრაბგერითი დრო იზრდება, ვერცხლის ნანონაწილაკები უფრო მცირე ხდება და მათი კონცენტრაცია გაუმჯობესებულია.
წყლის თაფლის ხსნარში, ულტრაბგერითი არის მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც გავლენას ახდენს ვერცხლის ნანონაწილაკების წარმოქმნაზე. სონიზაციის პარამეტრები, როგორიცაა ამპლიტუდა, დრო და პულსირებადი ულტრაბგერითი წინააღმდეგობა არის ძირითადი ფაქტორები, რომლებიც საშუალებას იძლევა გააკონტროლონ ვერცხლის ნანოქსები.
ვერცხლის ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზის შედეგი
ულტრაბგერითი რეკლამირებული, თაფლის შუამავლობით სინთეზი UP400St შედეგად წარმოიქმნა სფერული ვერცხლის ნანო-ნაწილაკები (Ag-NPs) ნაწილაკების ზომით დაახლოებით 11.8 ნმ. ვერცხლის ნანო-ნაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზი მარტივი და სწრაფი ერთსოთიანი მეთოდია. წყლისა და თაფლის, როგორც მასალების გამოყენება, ამ რეაქციას ეფექტური გახდის და განსაკუთრებით გარემოსდაცვითი.
ულტრაბგერითი სინთეზის წარმოდგენილი ტექნიკა თაფლის, როგორც ამცირებელი და დასაფენად აგენტის გამოყენებით, შეიძლება გავრცელდეს სხვა კეთილშობილურ ლითონებზე, მაგალითად, ოქროზე, პალადიუმზე და სპილენძზე, რომელიც გთავაზობთ სხვადასხვა დამატებით გამოყენებას მედიცინიდან ინდუსტრიაში.
ოპტიმალური პირობებში სინთეზირებული Ag-NP- ების TEM გამოსახულების (A) და მისი ნაწილაკების ზომის განაწილება (B).
ბირთვული ზემოქმედების გავლენა და ნაწილაკების ზომა სონიზაციის საშუალებით
ულტრაბგერა საშუალებას იძლევა წარმოქმნას ისეთი ნანო-ნაწილაკები, როგორიცაა ვერცხლის ნანო-ნაწილაკები, რომლებიც შეესაბამება მოთხოვნებს. სონიზაციის სამი ზოგადი ვარიანტი მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს შედეგზე:
პირველადი Sonication: ულტრაბგერითი ტალღების მოკლე გამოყენებამ ზედმეტი გაჯერებულ ხსნარზე შეიძლება დაიწყოს ბირთვების დათესვა და წარმოქმნა. როგორც სონიზაცია გამოიყენება მხოლოდ საწყის ეტაპზე, შემდგომ კრისტალურ ზრდა მიმდინარეობს უპრობლემოდ, რის შედეგადაც უფრო დიდი კრისტალებია.
უწყვეტი Sonication: ზედმეტი გაჯერებული ხსნარის უწყვეტი დასხივება იწვევს მცირე კრისტალებს, რადგან დაუსაბუთებელი ულტრაბგერითი მოქმედება ქმნის უამრავ ბირთვს, რის შედეგადაც იზრდება მრავალი მცირე კრისტალი.
პულსირებული სონიკატი: პულსურირებული ულტრაბგერა გულისხმობს ულტრაბგერის გამოყენებას განსაზღვრულ ინტერვალებში. ულტრაბგერითი ენერგიის ზუსტად კონტროლირებადი შეყვანა საშუალებას იძლევა გავლენა მოახდინოს ბროლის ზრდაზე, რათა მიიღონ მორგებული ბროლის ზომა.
სინთეზის მაღალი დონის ულტრაბგერიკატორი
Hielscher ულტრაბგერითი აწვდის მძლავრი და საიმედო ულტრაბგერითი პროცესორებს სონოქიმიური პროგრამებისთვის, მათ შორის სონო-სინთეზისა და სონო-კატალიზის ჩათვლით. ულტრაბგერითი მიქსირება და გაფანტვა ზრდის მასის გადაცემას და ხელს უწყობს ატომის მტევნების დამსუბუქებას და შემდგომ ნუკლეაციას, ნანო-ნაწილაკების ნალექების მიზნით. ნანო-ნაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზი არის მარტივი, ხარჯების ეფექტური, ბიოპროდუქტიული, რეპროდუქციული, სწრაფი და უსაფრთხო მეთოდი.
Hielscher ულტრაბგერითი აწვდის ძლიერ და ზუსტად კონტროლირებადი ულტრაბგერითი პროცესორები ნანომასალის მასალების ბირთვში და ნალექებისთვის. ყველა ციფრული მოწყობილობა აღჭურვილია ინტელექტუალური პროგრამით, ფერადი სენსორული ეკრანით, მონაცემთა ავტომატური ჩაწერით ჩამონტაჟებული SD ბარათით და გააჩნია ინტუიციური მენიუ მოსახერხებელი და უსაფრთხო ოპერაციისთვის.
სრული სიმძლავრის დიაპაზონის დაფარვა 50 ვატიანი ხელნაკეთი ულტრაბგერითი ლაბორატორიის მიერ 16,000 ვტამდე მძლავრი სამრეწველო ულტრაბგერითი სისტემებისთვის, Hielscher– ს აქვს საუკეთესო განაცხადის ულტრაბგერითი კონფიგურაცია. Hielscher- ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის სიმტკიცე საშუალებას იძლევა 24/7 ოპერაცია განხორციელდეს მძიმე მოვალეობის შესრულებისას და მოთხოვნადი გარემოში.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გაძლევთ ჩვენს ულტრასონისტების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| Batch მოცულობა | დინების სიჩქარე | რეკომენდირებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10 დან 200 მლ / წთ | UP100H |
| 10 დან 2000 მლ | 20 დან 400 მლ / წთ | Uf200 ः t, UP400St |
| 01-დან 20 ლ-მდე | 02-დან 4 ლ / წთ | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ | 2-დან 10 ლ / წთ | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100 ლ / წთ | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
დაგვიკავშირდით! / გვკითხე ჩვენ!
ულტრაბგერითი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორიდან ლაბორატორია to პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- Reza Kazemi Oskuee, Azhar Banikamali, Bibi Sedigheh Fazly Bazzaz, Hasan Ali Hosseini, Majid Darroudi (2016): Honey-Based and Ultrasonic-Assisted Synthesis of Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Activities. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 16, 7989–7993, 2016.
- Eranga Roshan Balasooriya et al. (2017): Honey Mediated Green Synthesis of Nanoparticles: New Era of Safe Nanotechnology. Journal of Nanomaterials Volume 2017.
ფაქტები Worth Knowing
ვერცხლის ნანო-ნაწილაკები
ვერცხლის ნანო-ნაწილაკები ვერცხლის ნაწილაკებია, რომელთა ზომაა 1 ნმ და 100 ნმ. ვერცხლის ნანონაწილაკებს აქვთ უკიდურესად დიდი ფართობი, რაც საშუალებას აძლევს ლიგატების უზარმაზარი რაოდენობის კოორდინაციას.
ვერცხლის ნანონაწილაკები გვთავაზობს უნიკალურ ოპტიკურ, ელექტრულ და თერმულ თვისებებს, რაც მათ უაღრესად ღირებულს ხდის მატერიალური მეცნიერებისა და პროდუქტის განვითარებისთვის, მაგ., Photovoltaics, ელექტრონიკა, გამტარ მელანი, ბიოლოგიური / ქიმიური სენსორები.
კიდევ ერთი პროგრამა, რომელიც უკვე საყოველთაოდ გახდა დადგენილი, არის ვერცხლის ნანონაწილაკების გამოყენება ანტიმიკრობული საიზოლაციო მასალებისთვის, ხოლო მრავალი ტექსტილი, კლავიატურა, ჭრილობის გასახდელი და ბიომედიკური მოწყობილობა ახლა შეიცავს ვერცხლის ნანონაწილაკებს, რომლებიც მუდმივად ათავისუფლებენ ვერცხლის იონების დაბალ დონეს, ბაქტერიებისგან დაცვის მიზნით. .
ნანო-ვერცხლი ქსოვილებში
ვერცხლის ნანონაწილაკები გამოიყენება ტექსტილის წარმოებისთვის, სადაც Ag-NP– ები იყენებენ ბამბის ქსოვილებს მოსმენილი ფერებით, ანტიბაქტერიული შესაძლებლობებით და თვითჯანსაღი სუპერჰიდროფობიური თვისებებით. ვერცხლის ნანონაწილაკების ანტიბაქტერიული თვისება საშუალებას იძლევა წარმოიქმნას ქსოვილები, რომლებიც ბაქტერიებს წარმოქმნილ სუნიანად ანგრევს (მაგ., ოფლის სუნი).
ანტიბაქტერიული საფარი მედიცინისა და სამედიცინო მიწოდებისთვის
ვერცხლის ნანონაწილაკების ნაჩვენებია ანტიბაქტერიული, სოკოვანი და ანტიოქსიდანტური მახასიათებლები, რაც მათ საინტერესო გახდის ფარმაქსიციულ და სამედიცინო დანიშნულებებზე, მაგალითად, სტომატოლოგიურ მუშაობაზე, ქირურგიულ პროგრამებზე, ჭრილობების სამკურნალო მკურნალობაზე და ბიო-სამედიცინო აპარატებზე. ჩატარებულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ვერცხლის ნანონაწილაკები (Ag-nPs) აფერხებენ სხვადასხვა ბაქტერიების შტამების ზრდასა და გამრავლებას, როგორიცაა Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Citrobacter koseri, Salmonella typhii, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Vibrious parememas parememas paraha . ანტიბაქტერიული / სოკოვანი მოქმედების საწინააღმდეგო ეფექტს მიიღწევა ვერცხლის ნანონაწილაკები უჯრედებში გამრავლებით და მიკრობული უჯრედების ბი / მოლეკულებში Ag / Ag + იონების აკავშირებით, რათა მათი ფუნქცია დარღვეული იყოს.