Ya nanopartículas k'axt'i dets'e ne morfología uniformes ar xi sintetizar eficientemente a través de ar ruta sonoquímica. Ar reacción química promovida ya ultrasonidos ar síntesis nanopartículas k'axt'i ar tsa̲ da controlar ko precisión pa ar tamaño partícula, ar nt'ot'e (nt'udi, nanoesferas, nanovarillas, nanobeltos, etc.) ne ar morfología. Ar nt'ot'e químico xi hño, ar simple, ya rápido ne ya ecológico permite producción confiable nanoestructuras k'axt'i escala industrial.

Nanopartículas ne nanoestructuras k'axt'i

Ya nanopartículas k'axt'i ne ya estructuras tamaño nanométrico ar implementan ampliamente jar R&D ne procesos industriales nu'bya ya propiedades únicas ar k'axt'i tamaño nanométrico, incluidas ya características electrónicas, magnéticas ne ópticas, ya efectos tamaño cuántico, ar ñäñho plasmón superficie, ar mextha nt'ot'e catalítica, ar autoensamblaje, ja ma 'ra ya propiedades. Campos ya nt'ot'e ja ya nanopartículas k'axt'i (Au — NP) da ndezu̲ njapu'befi komongu catalizador asta ar fabricación dispositivos nanoelectrónicos, nja'bu Komo njapu'befi jar imágenes, nanofónica, nanomagnética, biosensores, sensores químicos, pa aplicaciones ópticas ne teranósticas, ntsuni fármacos ne ma 'ra ya utilizaciones.

Ar síntesis nanopartículas k'axt'i

Ya partículas k'axt'i nanoestructuradas ar xi sintetizar a través de ndunthe rutas utilizando ultrasonidos mar hñets'i ar rendimiento. Ar ultrasonicación Hingar ho̲ntho 'nar técnica simple, nt'ot'e xi hño ne confiable, 'nehe ár sonicación crea ya nkohi pa reducción química iones k'axt'i hinda agentes químicos tóxicos wa ya agresivos ne permite ar formación nanopartículas metales nobles ar Bu̲i morfologías. Ar nt'ets'i jar ruta ne ár nt'ot'e sonoquímico ('nehe conocido komongu sonosíntesis) permite producir nanoestructuras k'axt'i komongu ar nanoescahes ar k'axt'i, nanovarillas, nanobeltos, etc. 'nar tamaño ne morfología uniformes.
Tso̲kwa continuación to tingigi mbo rutas sonoquímicas seleccionadas pa jar nt'ot'e nanopartículas k'axt'i.

Nt'ot'e Turkevich mejorado ya ultrasonidos

Ar sonicación ar gi japu̲'be̲fi pa intensificar ar reacción reducción citrato Turkevich, nja'bu ngu ya nt'ot'e modificados Turkevich.
Ar nt'ot'e Turkevich produce nanopartículas ar k'axt'i esféricas modestamente monodispersas ar alrededor ar 10 — 20 nm ar diámetro. Ar xi producir partículas mäs mña dätä, pe bí costa ar monodispersidad ne honja. Jar nuna nt'ot'e, ar ácido cloroáurico mpa t'o̲t'e ko njäts'i ya citrato sodio, produciendo k'axt'i coloidal. Reacción Turkevich procede a través de ar formación nanocables ar k'axt'i nthogi. Nuya nanocables k'axt'i ya ndä ja ar apariencia oscura ár njäts'i ya reacción Ante vuelva njät'i xí nthe̲ni ar rubí.
Fuentes-García et jar ar. (2020), hoki yá 'be̲hñä yá sintetizaron sonoquímicamente nanopartículas k'axt'i, informan ne ar factible fabricar nanopartículas k'axt'i ko mextha interacción absorción utilizando ultrasonicación komongu ho̲ntho fuente energía, reduciendo ya requerimientos laboratorio ne controlando propiedades modificando parámetros simples.
Gi Nehe et jar ar. (2012) demostraron ne ar energía ultrasónica ge 'nar parámetro clave pa producir nanopartículas ar k'axt'i esféricas (AuNPs) ar tamaños sintonizables ar 20 da 50 nm. Sonosíntesis a través de ar reducción citrato sodio produce nanopartículas ar k'axt'i esféricas monodispersas jar njäts'i acuosa jar nkohi atmosféricas.

Ar nt'ot'e Turkevich — Frens usando ultrasonido

'Nar nyokwi nthoki ruta reacción descrita ma 'met'o mi ge ar nt'ot'e Turkevich — Frens, nä'ä ge 'nar proceso simple múltiples pasos pa ar síntesis nanopartículas k'axt'i. Ar ultrasonicación promueve ar vía reacción Turkevich — Frens ar xkagentho ar bí nä'ä ar ruta Turkevich. Ar bi thogi inicial ar proceso múltiples pasos Turkevich — Frens, hogem'bu̲ ya reacciones ocurren jar serie ne paralelo, ar oxidación ar citrato da produce acetona dicarboxilo. Ne gem'bu̲ bí sal ar áurida bí reduce ar sal aurosa ne Au⁰, ne ar sal aurosa ar ensambla ja ar Au⁰ átomos pa formar ar AuNP (ga esquema tso̲kwa continuación).

Síntesis ar nanopartículas k'axt'i a través de ár nt'ot'e Turkevich.
esquema ne estudio: ©Zhao et jar el., 2013

'Me̲hna ir bo̲ni ke ar acetona dicarboxilo resultante ar oxidación ar citrato en lugar de citrato jar hä xi actuando komongu ar estabilizador real ar AuNP jar reacción Turkevich — Frens. Sal citrato 'nehe modifica pH ko, nä'ä influye ar tamaño ne ar NTHEGE tamaño ya nanopartículas k'axt'i (AuNPs). Gi nkohi reacción Turkevich — Frens producen nanopartículas ar k'axt'i kasu̲ monodispersas ko tamaños partículas entre 20 ne 40 nm. Tamaño exacto partícula ar tsa̲ da modificar ir variación pH ár njäts'i, nja'bu komongu 'bu̲ ya parámetros ultrasónicos. Ya AuNP estabilizados ko ya citrato ya nzäm'bu̲ pe̲ts'i 10 nm, nu'bya limitada mfeni reductora ar ar citrato trisódico dihidratado. 'Ñotho ar embargo, usando D₂Wa komongu ar disolvente en lugar de H₂Wa Nxoge ar síntesis AuNPs permite sintetizar AuNPs ko 'nar tamaño partícula 5 ar nm. Komongu ar adición D₂Wa aumentar resistencia reductora ar citrato, ar combinación D₂Wa ne C₆H₉Na₃Acerca ar₉. (cf. Zhao et jar el., 2013)

Nthuts'i nkohi pa ar Ruta Sonoquímica Turkevich — Frens

Pa sintetizar nanopartículas k'axt'i jar 'nar nt'ot'e ar abajo nu'bu mañä a través de ár nt'ot'e Turkevich — Frens, 50 ml ácido cloroáurico (HAuCl₄), 0.025 ar mM bí vierte ja 'nar Baso ar precipitados vidrio 100 ml, nä'ä vierte 1 ml njäts'i acuosa ma 1,5% (p/v) ar citrato trisódico (Na₃Ct) bí agrega jár ultrasonido jar mpat'i ambiente. Ar ultrasonicación ar realizó ma 60W, ar 150W ne ar 210W. Ar Na₃Ct yá HAuCl₄ nthe utilizada ya muestras ge 3:1 (p/v). 'Mefa xta ultrasonicación, ya soluciones coloidales mostraron 'na'ño njät'i, violeta pa muestras 60 W ne xí nthe̲ni rubí pa muestras 150 ne 210 W. Ar produjeron tamaños mäs t'olo ne ya Hmunts'i mäs esféricos nanopartículas k'axt'i bi ar poder sonicación, ir nge ar caracterización estructural. Fuentes-García et jar ar. (2021) muestran ja yá investigaciones ar xí nze̲di influencia ar aumento ar sonicación ar tamaño partícula, ar estructura poliédrica ne ya propiedades ópticas ya nanopartículas ar k'axt'i sintetizadas sonoquímicamente ne ar cinética reacción pa ár formación. Ambas nanopartículas k'axt'i ko ar tamaño 16nm ne 12nm ar xi producir ko 'nar nt'ot'e sonoquímico da medida. (Fuentes-García et jar el., 2021)

a,b) Tsita TEM ne (c) NTHEGE ar tamaño nanopartículas ar k'axt'i sintetizadas sonoquímicamente (AuNPs)
Tsita ne estudio: © Dheyab et jar el., 2020.

Sonólisis nanopartículas k'axt'i

Ma'na nt'ot'e pa generación experimental partículas k'axt'i ge ya sonólisis, ho da t'uni ultrasonido pa ar síntesis partículas k'axt'i ko 'nar diámetro inferior bí 10 ar nm. Dependiendo de ya reactivos, ar reacción sonolítica ar tsa̲ da ejecutar ar ndunthe ya maneras. Ngu, sonicación ja 'nar njäts'i acuosa ya HAuCl₄ ko ar glucosa, radicales ya hidroxilo ne ya radicales pirólisis t'axu̲t'afi actúan komongu agentes reductores. Nuya radicales mi o̲t'e jar hnini interfacial ja ya cavidades colapsantes creadas ya ultrasonido ar intenso ne ar dehe granel. Morfología ya nanoestructuras k'axt'i ya nanomábrinas ancho 30 — 50 nm ne longitud varios ar micrómetros. Estas cintas son muy flexibles y pueden doblar se con ángulos superiores a 90°. Nu'bu̲ ar glucosa xí reemplazada ya ciclodextrina, 'nar oligómero glucosa, Honto ar obtienen partículas ar k'axt'i esféricas, nä'ä sugiere ne ar glucosa xí esencial pa dirigir morfología nu'bu 'nar cinta.

Nthuts'i nkohi ejemplar pa síntesis sonoquímica nano — k'axt'i

Ya materiales precursores utilizados pa sintetizar AuNPs recubiertos ar citrato incluyen HAuCl₄, citrato ya sodio ne ya dehe destilada. Pa ndi hoki ar muestra, ar ndu̲i bi thogi consistió jar disolución HAuCl₄ jar dehe destilada ko 'nar concentración 0,03 M. 'Mefa, ár njäts'i ya HAuCl₄ (2 ml) bí añadieron gota tso̲kwa gota jar 20 ml njäts'i acuosa ya citrato sodio 0,03 M. Nxoge ar fase mezcla, bí insertó 'nar sonda ultrasónica mextha densidad (20 kHz) ko 'nar bocina ultrasónica jar ár njäts'i Nxoge 5 t'olo ora ma 'nar nts'edi sondeo 17,9 W·cm²
(cf. Dhabey jar al. 2020)

Síntesis nanobeltos k'axt'i ir nge ya sonicación

Ya nanobeltos cristalinos Nthuts'i (ga tsita TEM ja ar izquierda) bí xi sintetizar a través de sonicación 'nar njäts'i acuosa ya HAuCl₄ jar 'bu̲i Kwä α — D — Glucosa komongu ar reagens. Ya nanobeltos ar k'axt'i sintetizados sonoquímicamente muestran 'nar ancho promedio 30 da 50 nm ne varios micrómetros longitud. Reacción ultrasónica pa ar producción nanobeltos k'axt'i ar simple, ngut'a ne evita njapu'befi ya sustancias tóxicas. (cf. Zhang et ar, 2006)

Surfactantes pa da ñut'i nu'u ja ar síntesis sonoquímica NP k'axt'i

Ár nt'ot'e ultrasonido intenso jar reacciones químicas gi du̲i ne promueve jar conversión ne ya rendimientos. Da uni 'nar tamaño partícula uniforme ne ciertas formas yá morfologías específicas, ár nt'ets'i ya surfactantes ge 'nar factor crítico. Adición alcoholes 'nehe ayuda controlar ar 'mui ne ar tamaño ya partículas. Ngu, 'bu̲i Kwä a-d — glucosa, ja ya reacciones jar proceso sonólisis HAuCl acuoso₄ Honja ar gi 'ñudi ja ya nuya ecuaciones (1 — 4):
(1) H₂ O —> H∙ + OH∙
(2) t'axu̲t'afi — > radicales pirólisis
(3) AIII + reductores ar radicales — > Au⁰
(4) nAu⁰ — > AuNP (nanobelts)
(cf. Zhao et jar el., 2014)

Poder ya ultrasonidos ar klase sonda

Ya sondas ultrasónicas wa sonotrodos ('nehe llamados cuernos ultrasónicos) entregan ultrasonido mextha ar intensidad ne ar cavitación acústica ja xi enfocada jar soluciones químicas. Xí transmisión controlable ne ya nt'ot'e xi hño ultrasonido nts'edi permite ya nkohi confiables, controlables ko ya precisión ne reproducibles, hogem'bu̲ ya vías reacción química ar xi da du'mi, intensificar ne conmutar Jar contraste, 'nar nsaha ultrasónico ('nehe conocido komongu ar limpiador ultrasónico wa tanque) entrega ultrasonido 'nar densidad nts'edi na xí hñets'i'i ne puntos ar cavitación da ocurren ya ar azar ja 'nar Nar dätä hño volumen líquido. 'Me̲hna thogi da baños ya ultrasónicos hingi 'bu̲hu̲ confiables pa 'na reacción sonoquímica.
"Ya baños ar limpieza ultrasónicos pe̲ts'i 'nar densidad nts'edi nthe 'nar pequeño porcentaje ar ár generada ja 'nar ndäni ultrasónico. Njapu'befi ya baños limpieza jar sonoquímica ar limitado, da ja da hingi nzäm'bu̲ bí alcanza 'nar tamaño partícula ne 'nar morfología totalmente homogéneos. 'Me̲hna ar da ja ya efectos físicos ultrasonido dige ya procesos nucleación ne crecimiento". (González-Mendoza et jar el. 2015)

Ultrasonidos mar hñets'i rendimiento pa ar síntesis nanopartículas k'axt'i

Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos potentes ne confiables pa ar síntesis sonoquímica (sonosíntesis) nanopartículas komongu ar k'axt'i ne ma'ra nanoestructuras metales nobles. Ar agitación ne ar dispersión ultrasónica aumenta ar transferencia masa jar sistemas heterogéneos ne promueve jar humectación ne 'mefa ár njäts'i Tange'u nucleación ya cúmulos átomos pa precipitar nanopartículas. Síntesis ultrasónica nanopartículas ge 'nar nt'ot'e simple, rentable, biocompatible, reproducible, ngutha ne seguro.
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos potentes ne controlables ko precisión pa ar formación estructuras tamaño nanométrico komongu ar nanosheres, nanorods, nanobelts, nano — cintas, nanoclusters, partículas ar núcleo-cáscara, etc.
HMUNTS'UJE clientes valoran ya características inteligentes ya dispositivos digitales Hielscher, gi equipados ko software inteligente, pantalla táctil ya njät'i, nthuts'i nkohi automático ar datos 'na jar tarheta SD incorporada ne pede yá 'bede ko 'nar menú intuitivo pa 'nar operación hei ar zu̲di ne segura.
Cubriendo rango nts'edi completo ndezu̲ ultrasonidos 'ye̲ 50 vatios pa ar laboratorio asta potentes sistemas ultrasónicos industriales ar 16,000 ar vatios, Hielscher pe̲ts'i ar configuración ultrasónica ideal pa ár nt'ot'e. Ya equipos sonoquímicos pa producción jar 'ñu continua ne lotes jar reactores flujo continuo gi 'bu̲hu̲ hingi hembi da da 'mui jar 'na tamaño ar industrial ne ar sobremesa. Robustez ya equipos ultrasónicos Hielscher permite 'nar funcionamiento 24 yá 7 jar entornos hontho hñei ne ya exigentes.

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximado HMUNTS'UJE ultrasonicators: