Synthetiséiert Nano-Sëlwer mat Hunneg an Ultraschall

Nano-Sëlwer gëtt fir seng antibakteriell Eegeschafte benotzt fir Materialien an der Medizin a Materialwëssenschaft ze verstäerken. Ultrasonication erlaabt eng séier, efficace, sécher an ëmweltfrëndlech Synthese vu sphäresche Sëlwer Nanopartikelen am Waasser. Ultraschall Nanopartikel Synthese kann einfach vu kleng bis grouss Produktioun skaléiert ginn.

Ultraschall-assistéiert Synthese vu kolloidalen Nano-Sëlwer

Sonochemesch Synthese, déi op chemesch Reaktiounen erliichtert duerch Ultraschallbestralung bezitt, ass eng wäit applizéiert Method fir Nanopartikel ze produzéieren. Dës enthalen Sëlwer, Gold, Magnetit, Hydroxyapatit, chloroquin, perovskite, latex a vill aner Nano-Materialien.

Ultraschall Naass-chemesch Synthese

Multiple ultraschall-assistéiert Synthese routes goufen entwéckelt fir Sëlwer Nanopartikel ze produzéieren. Eng bemierkenswäert Method benotzt Hunneg souwuel als Reduzéierungs- a Kappmëttel. Komponenten am Hunneg, wéi Glukos a Fruktose, handelen synergistesch an dëse Rollen wärend dem Syntheseprozess.
Ähnlech wéi vill Nanopartikel Synthesetechniken, fällt d'Ultraschall Nano-Sëlwer Synthese ënner der Kategorie vu naass Chimie. De Prozess fänkt mat der Nukleatioun vu Sëlwer Nanopartikelen an enger Léisung un. Wärend der Sonikatioun ass e Sëlwervirgänger (zB Sëlwernitrat (AgNO₃), oder Sëlwerperchlorat (AgClO₄)) gëtt reduzéiert an der Präsenz vun engem Reduktiounsmëttel, wéi Hunneg, fir kolloidal Sëlwer ze produzéieren.

Mechanismus vun Ultrasonic Silver Nukleatioun a Wuesstum

Initial Nukleatiounsphase: Wéi d'Konzentratioun vun opgeléiste Sëlwerionen eropgeet, fänken metallesch Sëlwerionen un ze binden fir kleng Cluster ze bilden. Op dëser Etapp sinn dës Stärekéip energesch onbestänneg wéinst engem negativen Energiebalance. D'Energie déi néideg ass fir nei Flächen ze kreéieren iwwerschreift d'Energie déi gewonnen gëtt andeems d'opgeléist Sëlwer Konzentratioun reduzéiert gëtt.

• Kritesch Radius: Wann e Stärekoup eng spezifesch Gréisst erreecht (de kriteschen Radius), gëtt de Prozess energesch favorabel, de Stärekoup stabiliséiert. Dës Stabilitéit erlaabt de Stärekoup als Kär fir weider Wuesstum ze handelen.
• Wuesstem Phase: Wärend dem Wuesstum diffusen zousätzlech Sëlweratome duerch d'Léisung a befestigen sech un déi wuessend Nanopartikel Uewerfläch. De Wuesstum geet weider bis d'Konzentratioun vum opgeléiste Sëlwer ënner der Nukleatiounsschwell fällt, an d'Bildung vun neie Käre stoppt.
• Diffusioun a Fäerdegstellung: Déi verbleiwen opgeléist Sëlwer gëtt an existéierend Nanopartikel agebaut, de Prozess ofgeschloss.

Sonication beschleunegt Massentransfer, besonnesch d'Befeuchtung an d'Diffusiounsprozesser, wat zu méi séier Nukleatioun a kontrolléierte Wuesstum féiert. Duerch präzis Upassung vun Sonikatiounsparameter, wéi d'Intensitéit an d'Dauer, kënnen d'Gréisst, d'Wuesstumsrate an d'Form vun den Nanopartikelen fein ofgestëmmt ginn. Dës präzis Kontroll garantéiert konsequent Nanopartikelstrukturen, déi fir spezifesch Uwendungen ugepasst sinn.

Ultraschall-assistéiert Synthese steet eraus als eng effektiv, skalierbar a gréng Chimie Approche fir Nano-Sëlwer mat gutt definéierten Eegeschaften ze produzéieren, déi bedeitend Virdeeler fir divers Uwendungen an der Fuerschung an der Industrie ubitt.

Klickt hei fir méi iwwer eng aner gréng Method ze liesen fir Nano-Sëlwer Ultraschall mat Carrageenan ze synthetiséieren!

Sonication erliichtert déi séier, gréng Synthese vu klenge Sëlwer Nanopartikel mat enger schmueler Gréisst Verdeelung.

Fallstudie vun der Ultraschall Nano-Silver Synthese

D'Etude mam Titel “Hunneg-baséiert an ultrasonic-assistéiert Synthese vu Sëlwer Nanopartikelen an hir antibakteriell Aktivitéiten” von Oskuee et al. (2016) entdeckt eng einfach an ëmweltfrëndlech Method fir Sëlwer Nanopartikelen (Ag-NPs) ze synthetiséieren mat natierlechen Hunneg als Reduzéierungs- a Stabiliséierungsmëttel. De Prozess, deen d'Reduktioun vu Sëlwernitrat (AgNO₃) ënner Ultraschallbestrahlung involvéiert, ass duerch verschidde Parameteren charakteriséiert, dorënner Sëlwerionkonzentratioun, Hunneg Konzentratioun, a Sonikatiounszäit. Déi resultéierend Ag-NPs hunn eng duerchschnëttlech Gréisst vun ongeféier 11,8 nm a weisen antibakteriell Eegeschafte géint pathogene Bakterien wéi Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, an E. coli.
D'Etude beliicht d'Virdeeler vum Hunneg an der Synthese vun Nanopartikelen, ënnersträicht seng gréng, bëlleg an net gëfteg Natur. D'Autoren weisen datt d'Gréisst an d'Ausbezuele vun Ag-NPs kontrolléiert kënne ginn andeems d'Reaktiounsparameter wéi d'Sëlwerkonzentratioun, d'Hunneggehalt an d'Sonicatiounsdauer ugepasst ginn. D'synthetiséiert Ag-NPs goufen gewisen fir effektiv antibakteriell Aktivitéit ze besëtzen, besonnesch géint E. coli a S. aureus, mat minimale hemmende Konzentratioune (MIC) vun ongeféier 19,46 ppm. Dës Method stellt eng potenziell Uwendung fir Ag-NPs a medizinesche Beräicher, dorënner Woundheilung an Infektiounskontroll.

• Material: Silbernitrat (AgNO₃) als Sëlwer Virleefer; Hunneg als Kapp- / Reduktiounsmëttel; Waasser
• Ultraschall Apparat: Sonde-Typ Sonicator UP400St

Ultraschall Synthese Protokoll

Bescht Konditioune fir kolloidal Sëlwer Nanopartikel ze synthetiséieren goufen déi folgend fonnt: Sëlwernitrat reduzéieren ënner Ultraschall vermëttelt duerch natierlechen Hunneg. Kuerz gesot, 20 ml Sëlwernitratléisung (0,3 M) mat Hunneg (20 wt%) gouf fir 30 min ënner Ëmfeldbedingunge mat héijer Intensitéit Ultraschallbestralung ausgesat. Ultrasonication gouf mat der Sonde-Typ Ultrasonicator UP400S (400W, 24 kHz) direkt an d'Reaktiounsléisung ënnerholl.
Liewensmëttel-grade Hunneg gëtt als Kapp- / Stabiliséierungs- a Reduktiounsmëttel benotzt, wat d'wässerlech Nukleatiounsléisung an déi ausgefällt Nanopartikel propper a sécher fir vill Applikatiounen mécht.
Wéi d'Ultraschallzäit eropgeet, ginn d'Sëlwer Nanopartikel méi kleng an hir Konzentratioun gëtt verstäerkt.
An der wässerlecher Hunnegléisung ass d'Ultraschall e Schlësselfaktor deen d'Bildung vu Sëlwer Nano-Partikel beaflosst. Sonication Parameteren wéi Amplituden, Zäit a kontinuéierlech vs pulséierend Ultraschall si grouss Faktoren, déi d'Gréisst an d'Quantitéit vun de Sëlwer Nano-Partikelen kontrolléieren.

Partikelgréisst Verdeelung vun Ag-NPs synthetiséiert an optimal Konditiounen; Sëlwer Konzentratioune (0,3 M), Hunneg Konzentratioune (20 wt%), an Ultraschall Bestrahlungszäiten (30 min)
Bildquelle: ©Oskuee et al. 2016

Resultat vun der Ultraschallsynthese vu Sëlwer Nanopartikel

Déi ultraschall gefördert, Hunneg-mediéiert Synthese mam Sonicator UP400St huet zu sphäresche Sëlwer Nano-Partikel (Ag-NPs) mat enger duerchschnëttlecher Partikelgréisst vun ongeféier 11.8nm gefouert. D'Ultraschallsynthese vun de Sëlwer Nano-Partikel ass eng einfach a séier One-Pot-Methode. D'Benotzung vu Waasser an Hunneg als Material, mécht d'Reaktioun kosteneffektiv an aussergewéinlech ëmweltfrëndlech.
Déi präsentéiert Technik vun der Ultraschallsynthese mat Hunneg als Reduzéierungs- a Kappmëttel kann op aner Adelmetaller verlängert ginn, wéi Gold, Palladium a Kupfer, déi verschidde zousätzlech Uwendunge vun der Medizin op d'Industrie ubidden.

Partikelgréisst Verdeelung vun Ag-NPs synthetiséiert an optimal Konditiounen; Sëlwer Konzentratioune (0,3 M), Hunneg Konzentratioune (20 wt%), an Ultraschall Bestralung Zäit (30 min)
Etude a Bild: ©Oskuee et al. 2016

Nukleatioun a Partikelgréisst beaflossen duerch Sonication

Ultraschall erméiglecht d'Produktioun vun Nano-Partikelen wéi Sëlwer Nano-Partikel, déi op Ufuerderungen ugepasst sinn. Dräi allgemeng Optiounen vun der Sonikatioun hu wichteg Effekter op d'Ausgab:
Initial Sonication: Déi kuerz Uwendung vun Ultraschallwellen op eng iwwersaturéiert Léisung kann d'Aussaat an d'Bildung vu Käre initiéieren. Well d'Sonikatioun nëmmen an der éischter Etapp applizéiert gëtt, geet de spéidere Kristallwachstum onbehënnert weider, wat zu méi grousse Kristalle resultéiert.
Kontinuéierlech Sonication: Déi kontinuéierlech Bestrahlung vun der iwwersaturéierter Léisung resultéiert a klenge Kristalle, well déi onpauséiert Ultraschall erstellt vill Käre, déi zum Wuesstum vu ville klenge Kristalle resultéieren.
Pulséiert Sonication: Pulséiert Ultraschall heescht d'Applikatioun vum Ultraschall a bestëmmten Intervalle. Eng präzis kontrolléiert Input vun Ultraschallenergie erlaabt de Kristallwachstum ze beaflossen fir eng ugepasste Kristallgréisst ze kréien.

High-Performance Ultrasonicators fir Nanopartikel Synthese

Hielscher Ultrasonics bitt héich ugedriwwen, zouverléisseg Ultraschallprozessoren fir fortgeschratt sonochemesch Uwendungen entwéckelt, dorënner Sono-Synthese a Sono-Katalyse. Ultrasonic Vermëschung an Dispergéierung bedeitend d'Masstransfer verbesseren, d'Befeuchtung vun Atomcluster förderen an hir spéider Nukleatioun erliichteren, wat zu der effizienter Ausfällung vun Nanopartikelen féiert. Ultrasonic Synthese gëtt als einfach, kosteneffektiv, biokompatibel, reproduzéierbar, séier a sécher Method fir d'Produktioun vu qualitativ héichwäerteg Nanomaterialien unerkannt. (Liest méi iwwer d'sonochemesch Synthese vu Perovskite an ZnO Nanostrukturen!)

Hielscher Ultraschaller gi fir präzis Kontroll konstruéiert, déi optimal Konditioune fir d'Nukleatioun a Wuesstum vun Nanomaterialien erméiglechen. Dës digital Apparater hunn intelligent Software, e Faarf Touch Display, an en intuitive Menü fir sécher a userfrëndlech Operatioun. Zousätzlech kommen se mat automateschen Dateopnam op enger agebauter SD Kaart, fir eng nahtlos Prozessdokumentatioun ze garantéieren.

Mat enger ëmfaassender Palette vu Systemer - vu kompakten 50-Watt Handheld Ultrasonicatoren fir Laboratoire bis robust 16,000-Watt Industriesystemer - Hielscher bitt déi ideal Ultraschallléisung fir all Applikatioun. Entworf fir Haltbarkeet, Hielscher Ultraschallausrüstung ass gebaut fir kontinuéierlech ënner schwéiere Bedéngungen ze bedreiwen, och an usprochsvollen Ëmfeld, fir zouverlässeg Leeschtung 24/7 ze garantéieren.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:

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