Sintezējot Nano-sudrabu ar medu un Ultrasoniku

Nano sudraba izmanto tās antibakteriālas īpašības, lai stiprinātu materiālus medicīnā un materiālajā zinātnē. Ultrasonication ļauj ātru, efektīvu, drošu un videi draudzīgu sintēzi sfēriskām sudraba nanodaļiņām ūdenī. Ultraskaņas nanodaļiņu sintēzi var viegli mērogot no maziem uz lielu ražošanu.

Ultrasoniski atbalstītā koloidālā Nano-sudraba sintēze

SONOCHEMICAL sintēze, kas ir synthetical reakcijas saskaņā ar ultraskaņas apstarošana, tiek plaši izmantoti, lai ražotu nanodaļiņas, piemēram, sudraba, zelta, magnetīts, hidroksiapatīts, Hlorokvīnu, Perovskita, Lateksa un daudziem citiem Nano-materiāliem.

Ultraskaņas mitrā Ķīmiskā sintēze

Sudraba Nano daļiņām ir zināmi vairāki ultrasoniski atbalstītie sintēzes ceļi. Zemāk ir parādīts ultraskaņas sintēzes ceļš, izmantojot medu kā reducējošos un liganda ierobežošanas aģentus. Medus sastāvdaļas, tādas kā glikoze un fruktoze, ir atbildīgas par tās kā ierobežošanas un reducējošā aģenta lomu sintēzes procesā.
Tāpat kā visbiežāk sastopamās nanodaļiņu sintēzes metodes, ultraskaņas Nano-sudraba sintēze ietilpst mitrās ķīmijas kategorijā. Ultrasonication veicina sudraba Nano-daļiņu kodēšanu šķīdumā. Ultrasoniski virzītās nukrošanas notiek, kad sudraba prekursors (sudraba jonu komplekss), piemēram, Sudraba nitrāts (AgNO₃) vai sudraba perhlorāta (AgClO₄), samazina līdz koloidāls sudrabs klātbūtnē reducējošo aģentu, piemēram, medu. Ar nosacījumu, ka sudraba jonu koncentrācija šķīdumā palielinās pietiekami, izšķīdina metāliski sudraba joni saistās kopā un veido stabilu virsmu. Kad sudraba jonu kopa joprojām ir maza, tas ir enerģētiski nelabvēlīgs stāvoklis negatīvās enerģijas līdzsvara dēļ. Negatīvās enerģijas bilance notiek, jo enerģija, kas gūta, samazinot koncentrāciju izšķīdušo sudraba daļiņu ir zemāka nekā enerģija, kas pavadīts, izveidojot jaunu virsmu.
Kad klastera sasniedz kritisko rādiusu, kas ir punkts, kad tā kļūst enerģētiski labvēlīga, tas ir stabils pietiekami, lai turpinātu augt. Augšanas fāzē, vairāk sudraba atomi difizējot caur šķīdumu un pievienot virsmai. Kad izšķīdušā atomu sudraba koncentrācija samazinās līdz noteiktam punktam, tiek sasniegts nukapācijas slieksnis tā, lai atomi vairs nevarētu sasiet kopā, lai veidotu stabilu kodolu. Šajā nukapācijas sliekšņa gadījumā jaunu nanodaļiņu augšana tiek pārtraukta, un atlikušo izšķīdināto sudrabu absorbē difūzijas veidā augošajās nanodaļiņās šķīdumā.
Sonication veicina masveida pārnesi, t.i., klasteru mitrināšanu, kas rada ātrāku kodolu. Ar precīzi kontrolētu ultraskaņas apstrādi var noteikt nanodaļiņu struktūru augšanas ātrumu, izmēru un formu.
Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par citu zaļo metodi ultraskaņas sintezēt Nano-sudraba, izmantojot Carrageenan!

Tradicionālo metožu un zaļās sintēzes metožu salīdzinājums ar nanodaļiņu sintēzi.

Ultraskaņas Nano sudraba sintēzes gadījuma izpēte

Materiāli: Sudraba nitrāts (AgNO₃) kā sudraba prekursors; medus kā maksimuma/reducējošo vielu; Ūdens
Ultraskaņas ierīce: UP400St

Ultraskaņas sintēzes protokols

Labākie nosacījumi sintezēt koloidāls sudraba nanodaļiņas tika konstatēts, ka šādi: samazināt sudraba nitrātu ar ultrasonication mediators ar dabisko medu. Īsi, 20 ml sudraba nitrāta šķīduma (0,3 M), kas satur medu (20 WT%) tika pakļauts augstas intensitātes ultraskaņas apstarošanai apkārtējās vides apstākļos 30 minūtes. Ultrasonication tika veikta ar zondes tipa ultrasonicator UP400S (400W, 24 kHz) iegremdē tieši reakcijas šķīdumā.

To AG-NPs daļiņu izmēra sadalījums, kas sintezēts optimālos apstākļos; sudraba koncentrācija (0,3 M), medus koncentrācija (20 WT%) un ultraskaņas apstarošanas laiks (30 min)
attēla avots: Oskuee et al. 2016

Pārtikas kvalitātes medus tiek izmantots kā maksimuma/stabilizējošs un reducējošais aģents, kas padara ūdens nukulācijas šķīdumu un nogulsnētās nanodaļiņas tīras un drošas kolektīvajiem lietojumiem.
Kā ultrasonikācijas laiks palielinās, sudraba nanodaļiņas kļūst mazākas un to koncentrācija ir pastiprināta.
Ūdens medus šķīdumā ultrasonication ir galvenais faktors, kas ietekmē sudraba Nano-daļiņu veidošanos. Ultraskaņas parametri, piemēram, amplitūda, laiks un nepārtraukta vs pulsējoša Ultraskaņa ir galvenie faktori, kas ļauj kontrolēt sudraba Nano daļiņu izmēru un daudzumu.

Sudraba nanodaļiņu ultraskaņas sintēzes rezultāts

Ultrasoniski veicināts, medus meditēts sintēze ar UP400St radīja sfēriskas sudraba Nano-daļiņas (AG-NPs) ar vidējo daļiņu izmēru aptuveni 11,8 nm. Sudraba Nano-daļiņu ultraskaņas sintēze ir vienkārša un ātra vienas pot metode. Izmantošana ūdens un medus kā materiāli, padara reakcijas rentabls un ārkārtīgi videi draudzīgi.
Iesniegto ultraskaņas sintēzes tehniku, izmantojot medu kā reducējošo un ierobežošanas aģentu, var attiecināt uz citiem cēliem metāliem, piemēram, zeltu, pallādiju un varu, kas piedāvā dažādas papildu prasības no zālēm uz rūpniecību.

TEM attēls (A) un tā to AG-NPs daļiņu izmēra sadalījums (B), kas sintezēts optimālos apstākļos.

Ietekmējot kodēšanu un daļiņu izmēru ar ultraskaņu

Ultraskaņa ļauj ražot nanodaļiņas, piemēram, sudraba Nano-daļiņas, kas pielāgotas prasībām. Trim vispārējiem ultraskaņas variantiem ir nozīmīga ietekme uz produkciju:
Sākotnēja ultraskaņas apstrāde: Īsā piemērošana ultraskaņas viļņi uz pārsātināts risinājums var uzsākt sētu un veidošanos kodolos. Tā kā ultraskaņas apstrāde tiek piemērota tikai sākotnējā stadijā, turpmākā kristāla augšana nav traucēta, kā rezultātā tiek iegūti lielāki kristāli.
Nepārtraukta apstrāde ar ultraskaņu: Nepārtraukto apstarošanu pārsātināts šķīduma rezultātus mazos kristāli, jo nepauzētu ultrasonication rada daudz kodolu, kā rezultātā izaugsmi daudziem maziem kristāliem.
Pulsācija ar ultraskaņu: Pulsēts Ultraskaņa nozīmē ultraskaņas izmantošanu noteiktos intervālos. Precīzi kontrolēta ultraskaņas enerģijas ievade ļauj ietekmēt kristāla augšanu, lai iegūtu pielāgotu kristāla izmēru.

Augstas veiktspējas ultraskaņas aparāti sintēzes

Hielscher Ultrasonics piegādā jaudīgus un uzticamus ultraskaņas procesorus SONOCHEMICAL lietojumiem, ieskaitot Sono sintēzi un Sono-katalīzi. Ultraskaņas sajaukšana un izkliedēt palielina masas pārnesi un veicina mitrināšanu un turpmāku atomu klasteru kodolu, lai nogulsnētu Nano daļiņas. Nanodaļiņu ultraskaņas sintēze ir vienkārša, rentabla, bioloģiski savietojama, reproducāma, ātra un droša metode.
Hielscher Ultrasonics piegādā jaudīgus un precīzi kontrolējamu ultraskaņas procesorus nanomateriālu kodēšanai un nogulsnēšanā. Visas digitālās ierīces ir aprīkotas ar inteliģento programmatūru, krāsainu skārienjutīgu displeju, automātisku datu reģistrēšanu iebūvētajā SD kartē un intuitīvu izvēlni, kas paredzēta lietotājam draudzīgiem un drošiem darbības līdzekļiem.
Aptverot pilnu jaudas diapazonu no 50 vati rokas ultraskaņas aparāti lab līdz 16 000 vati spēcīgas rūpnieciskās ultraskaņas sistēmas, Hielscher ir ideāls ultraskaņas iestatījums jūsu pieteikumam. Hielscher ultraskaņas iekārtas izturība ļauj 24/7 darbību pie lielas noslodzes un sarežģītos apstākļos.
Zemāk redzamā tabula sniedz norādes par mūsu ultraskaņas aparātu aptuveno apstrādes jaudu: