Nano-Sëlwer ass fir seng anti-bakteriell Eegeschafte benotzt fir Materialien an der Medizin an der Materialwëssenschaft ze verstäerken. Ultrasonication erlaabt eng séier, effizient, sécher, an ëmweltfrëndlech Synthese vu Kugel Sëlwer Nanopartikelen am Waasser. Ultrasonic Nanopartikel Synthese ka liicht aus kleng bis grouss Produktioun skala ginn.

Ultrasonically-Assistéiert Synthese vum kolloidalen Nano-Sëlwer

Sonochemesch Synthese, déi synthetesch Reaktiounen ënner Ultrasonic Bestralung sinn, gi wäit benotzt fir Nanopartikele wéi Sëlwer, Gold, Magnéitit, Hydroxyapatit, An Chlorochin, An Perovskite, An Latex a vill aner Nano-Materialien.

Ultrasonic Wet-Chemesch Synthese

Fir Sëlwer Nano-Partikelen si verschidde ultrasonically-assistéiert Synthesroute bekannt. Ënnert anerem gëtt eng Ultrasonic Synthesroute mat Hunneg als Reduzéier- a Ligandkappmëttelen presentéiert. Hunneg Komponente wéi Glukos a Fructose si verantwortlech fir seng Roll als Capping a Reduzéierungsmëttel beim Syntheseprozess.
Wéi déi meescht üblech Methoden fir Nanopartikelsynthese fällt och d'Ultrasonic Nano-Sëlwer Synthes ënner d'Kategorie vun der naass Chimie. Ultrasonication fördert d'Nukleatioun vu sëlwer Nano-Partikelen bannent enger Léisung. Den ultrasonically gefördert Nukleatioun geschitt wann e Sëlwer Virgänger (Sëlwerion Komplex), zB Sëlwernitrat (AgNO₃) oder Sëlwerperchlorat (AgClO₄), gëtt a kolloidal Sëlwer an der Präsenz vun engem Reduzéierungsmëttel reduzéiert, sou wéi Hunneg. Ënner der Bedingung datt d'Konzentratioun vu Sëlwerionen an der Léisung genuch eropgeet, opgeléist metallesch Sëlwerionen zesummen a bilden eng stabil Fläch. Wann de Stärekoup vu sëlweren Ionen nach ëmmer kleng ass, ass et en energescht ongënschtege Konditioun wéinst engem negativen Energiebalance. Den negativen Energiebalance geschitt zënter datt d'Energie gewonnen huet andeems d'Konzentratioun vun opgeléiste Sëlwerpartikelen erofgaang ass manner wéi d'Energie déi duerch eng nei Uewerfläch entsteet.
Wann de Stärekoup de kritesche Radius erreecht, wat de Punkt ass wann en energesch favorabel gëtt, ass et stabil genuch fir weider ze wuessen. Während der Wuesstumsphase diffuséiere méi sëlwer Atomer duerch d'Léisung a befestigen op d'Uewerfläch. Wann d'Konzentratioun vum opgeléist Atomsëlwer op e gewësse Punkt erofgeet, gëtt d'Nuklearéierungsschwell erreecht sou datt d'Atomer net méi laang kënnen zesummebannen, fir e stabile Kär ze bilden. Op dëser Nukleatiounsdréit hält de Wuesstum vun neie Nanopartikelen op, an déi verbleiwen opgeléist Sëlwer gëtt duerch Diffusioun an déi wuessend Nanopartikelen an der Léisung absorbéiert.
Sonication fördert de Massentransfer, also d'Wäsche vun de Stärekéip, wat zu enger méi séier Nuklearéierung entsteet. Duerch genau kontrolléiert Sonikatioun kann de Wuesstumsrate, d'Gréisst, a d'Form vun den Nano-Partikel Strukture bestëmmt ginn.
Klickt hei fir méi iwwer eng aner gréng Method ze liesen fir ultrasonically Nano-Sëlwer mat Carrageenan ze synthetiséieren!

Verglach vu konventionelle Methoden a gréng Synthesemethoden vun der Nanopartikel Synthese.

Fallstudie vun Ultrasonic Nano-Silver Synthese

Material: sëlwer Nitrat (AgNO₃) als Sëlwer Virgänger; Hunneg als Kapping / Reduzéierungsmëttel; Waasser
Ultrasonic Apparat: UP400St

Ultrasonic Syntheseprotokoll

Beschte Konditioune fir kolloidal Sëlwer Nanopartikelen ze synthetiséieren, goufen als folgend fonnt: Reduktioun vun Sëlwernitrat ënner Ultrasonicatioun mediéiert duerch natierlechen Hunneg. Kuerz gesot, 20 ml Sëlwernitratléisung (0,3 M) enthalen Hunneg (20 gew.%) Gouf mat héijer Intensitéit Ultraschall Bestrahlung ënner Ëmweltsbedingunge fir 30 min ausgesat. Ultrasonication gouf mat engem Sonde-Typ Ultrasonicator duerchgefouert UP400S (400W, 24 kHz) direkt an d'Reaktiounsléisung gedaupt.

Partikelgréisst Verdeelung vun Ag-NPs synthetiséiert an optimal Bedingungen; sëlwer Konzentratioune (0,3 M), Hunneg Konzentratioune (20 gew.%), an Ultraschall Bestrahlungszäit (30 min)
Bildquell: Oskuee et al. 2016 presentéiert

Liewensmëttelméisseg Hunneg gëtt als Kappen / Stabiliséierend a Reduzéierend Agent benotzt, wouduerch d'waasseg Nukleatiounsléisung an d'fällt Nanopartikele propper a sécher fir eng Manifold Uwendungen.
Wann Ultrasonicatiounszäit eropgeet, ginn d'Sëlwer Nanopartikelen méi kleng an hir Konzentratioun gëtt verbessert.
An der wässerlecher Hunnegléisung ass Ultrasonication e Schlësselfaktor deen d'Bildung vu sëlweren Nano-Partikelen beaflosst. Sonication Parameteren wéi Amplitude, Zäit a kontinuéierlech vs pulserend Ultraschall si grouss Faktoren, déi et erlaabt d'Gréisst an d'Quantitéit vun de sëlwer Nano-Partikelen ze kontrolléieren.

Resultat vun der Ultrasonic Synthese vu sëlwer Nanopartikelen

Déi ultrasonically gefördert, Hunneg-mediéiert Synthese mat der UP400St resultéiert an sphäresch Sëlwer Nano-Partikelen (Ag-NPs) mat enger duerchschnëttlecher Partikelgréisst vun ongeféier 11,8nm. D'Ultrasonic Synthese vun de Sëlwer Nano-Partikelen ass eng einfach a séier One-Pot Method. D'Benotzung vu Waasser an Hunneg als Materialien mécht d'Reaktioun kosteneffektiv an aussergewéinlech ëmweltfrëndlech.
Déi präsent Technik vun Ultrasonic Synthese mat Hëllef vun Hunneg als Reduzéier- a Kappapparat kann op aner Adelmetaller, wéi Gold, Palladium, a Kupfer verlängert ginn, wat verschidde zousätzlech Uwendung vu Medizin an d'Industrie bitt.

TEM Bild (A) a seng Partikelgréisst Verdeelung (B) vun Ag-NPs synthetiséiert an optimal Bedingungen.

Afloss op Nukleatioun a Partikelgréisst duerch Sonication

Ultraschall erméiglecht d'Produktioun vun Nano-Partikelen, wéi sëlwer Nano-Partikelen, déi op Ufuerderunge geriicht sinn. Dräi allgemeng Optioune vun der Sonikatioun hunn wichteg Auswierkungen op d'Ausgab:
Éischt Erklärung: Déi kuerz Uwendung vun Ultraschallwellen op eng iwwerversaturéierter Léisung kann d'Ansehung an d'Bildung vu Käre initiéieren. Als Sonikatioun gëtt nëmme wärend der éischter Etapp ugewandt, geet de spéideren Kristallwachstum onverhale weider an resultéiert méi grouss Kristalle.
Kontinuier Sonication: Déi kontinuéierlech Bestralung vun der iwwerversaturéierter Léisung resultéiert a klenge Kristalle well déi onpauséiert Ultrasonicatioun vill Käre kreéiert, wat zu de Wuesstum vu ville klenge Kristalle resultéiert.
Pulséiert Sonikatioun: Pulséiert Ultraschall bedeit d'Uwendung vum Ultraschall a bestëmmten Intervalle. Eng präzis kontrolléiert Input vun der Ultrasonic Energie erlaabt de Kristallewachstum ze beaflossen fir eng geschnidde Kristallsgréisst ze kréien.

High-Performance Ultrasonicators fir Synthese

Hielscher Ultrasonics liwwert mächteg an zouverléisseg Ultrasonic Prozessoren fir sonochemesch Uwendungen dorënner Sono-Synthese a Sono-Katalyse. Ultrasonic Mëschung an Ausléisung erhéicht de Massentransfer a fördert d'Wettung an d'folgende Nukleatioun vun Atomcluster fir Nano-Partikelen ze presipitéieren. Ultrasonic Synthese vun Nano-Partikelen ass eng einfach, kosteneffektiv, biokompatibel, reproduzéierbar, séier a sécher Method.
Hielscher Ultrasonics liwwert mächteg a präzis kontrolléierbar Ultrasonic Prozessoren fir Nukleatioun an Ausfällung vun Nano-Materialien. All digital Geräter sinn mat intelligent Software ausgestatt, faarwege Touch Display, automatesch Datenopname op enger agebauter SD-Kaart an hunn en intuitive Menu fir userfrëndlech a sécher Operatioun.
Deckt de komplette Kraaftbereich vu 50 Watt handheld Ultrasonicatoren fir de Labo bis zu 16.000 Watt mächteg industrielle Ultrasonic Systemer, Hielscher huet den ideale Ultraschall-Setup fir Är Uwendung. Déi Robustheet vum Hielscher Ultraschallausrüstung erlaabt 24/7 Operatioun mat schwéierer Aarbecht an an erfuerderlechen Ëmfeld.
D'Tabellner ënnert Iech en Indikatioun vun der ongeféieren Veraarbechtkapazitéit vun eisem Ultraschall: