Síntesis nt'ot'e xi hño ne ya controlada ar nanopartículas k'axt'i

Ya nanopartículas k'axt'i dets'e ne morfología uniformes xi sintetizar ar ar 'mui nt'ot'e xi hño ja ya vía sonoquímica. Ar reacción química promovida ya ultrasonidos ar síntesis nanopartículas k'axt'i tsa̲ da controlar ar ko ya precisión dige ar tamaño, ar nt'ot'e (nt'udi, nanoesferas, nanovarillas, nanocinturones, etcétera) ne ar morfología ya partículas. Ar nt'ot'e químico xi hño, ar sencillo, ya rápido ne ya ecológico permite 'nar producción fiable 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 superficial, 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 — NPs) da ndezu̲ njapu'befi komongu catalizador asta ar fabricación dispositivos nanoelectrónicos, nja'bu Komo njapu'befi jar imágenes, nanofotónica, nanomagnética, biosensores, sensores químicos, pa aplicaciones ópticas ne teranósticas, ntsuni fármacos, nja'bu Komo ma 'ra ya utilizaciones.

Ar síntesis nanopartículas k'axt'i

Ya partículas k'axt'i nanoestructuradas xi sintetizar ar a través de ndunthe rutas ir nge ya ultrasonidos mar hñets'i ar rendimiento. Ar ultrasonicación hingi ho̲ntho ge 'nar técnica sencilla, xi hño ne fiable, ho̲ntho mi 'nehe crea ya nkohi pa reducción química ya iones k'axt'i hinda agentes químicos tóxicos wa ya agresivos ne permite ar formación nanopartículas metales nobles ya 'na'ño 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 nanosferas ar k'axt'i, nanovarillas, nanocinturones, etcétera, '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 esféricas ar k'axt'i modestamente monodispersas ar alrededor 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 'nar njäts'i ya citrato sodio, produciendo k'axt'i coloidal. Reacción Turkevich ar produce 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 ar vuelva xí nthe̲ni ar rubí.
Fuentes-García et jar ar. (2020), da sintetizaron sonoquímicamente nanopartículas k'axt'i, informan ne bi factible fabricar nanopartículas k'axt'i ko interacción mextha absorción utilizando ultrasonicación komongu ho̲ntho fuente energía, reduciendo ya requisitos ar laboratorio ne da controlando ya propiedades modificando parámetros sencillos.
Gi Nehe et jar ar. (2012) demostraron ne ar energía ultrasónica ge 'nar parámetro clave pa producir nanopartículas esféricas k'axt'i (AuNPs) tamaños ajustables ar 20 da 50 nm. Sonosíntesis ir nge ya reducción citrato sodio produce nanopartículas ar k'axt'i esféricas monodispersas jar njäts'i acuosa jar nkohi atmosféricas.

Ar nt'ot'e Turkevich — Frens ir nge ya ultrasonido

'Nar nyokwi nthoki ruta reacción descrita ma 'met'o mi ge ár 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 da ruta ar Turkevich. Ar bi thogi inicial ar proceso varios pasos Turkevich — Frens, hogem'bu̲ ya reacciones ocurren jar serie ne paralelo, ar oxidación ar citrato da produce ar acetona dicarboxi. Ne gem'bu̲ bí sal ar áurica bí reduce ar sal áurica ne Au⁰, ne ar sal aurosa ar ensambla ja ar Au⁰ átomos pa formar ar AuNP (ga esquema tso̲kwa continuación).
 

Síntesis nanopartículas k'axt'i ir nge ar nt'ot'e Turkevich.
Esquema ne estudio: ©Zhao et jar el., 2013

'Me̲hna ir bo̲ni ke ar dicarboxiacetona resultante ar oxidación ar citrato en lugar de citrato jar hä da mats'i nu'u komongu ar estabilizador real ar AuNP jar reacción Turkevich — Frens. Sal citrato modifica adicionalmente 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 partícula entre 20 ne 40 nm. Tamaño exacto ya partículas to modificar ar ir nge ar variación pH ar ár njäts'i, nja'bu komongu ar parámetros ya ultrasónicos. Ya AuNP estabilizadas ko ya citrato ya nzäm'bu̲ pe̲ts'i 10 nm, nu'bya limitada mfeni reductora ar ar citrato trisódico dihidratado. 'Ñotho ar embargo, njapu'befi ya D₂Wa komongu ar disolvente en lugar de H2O Nxoge ar síntesis AuNPs permite sintetizar AuNPs ko 'nar tamaño partícula 5 ar nm. Medida da adición D2O aumenta ndu nzafi reductora ar ar citrato, ar combinación D2O ne C₆H₉Na₃O₉. (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 ir nge ar nt'ot'e Turkevich — Frens, 50 ml ácido cloroáurico (HAuCl₄), bí vierten 0,025 mM ja 'nar Baso ar precipitados vidrio 100 mL, ja ar vierten 1 mL njäts'i acuosa ya citrato trisódico (Na) jar 1,5% (p/v)₃Ct) bí añade jár ultrasonidos jar mpat'i ambiente. Ar ultrasonicación ar realizó 60 W, 150 ya W ne ya 210 ar W. 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 aumentando ár nts'edi 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. Tanto ya nanopartículas k'axt'i ko 'nar tamaño 16 nm Komo ar 12 nm xi producir ar ko 'nar nt'ot'e sonoquímico da medida. (Fuentes-García et jar el., 2021)
 

(a, b) TEM (escala ar 50 nm) ne (c) NTHEGE ar tamaño ya AuNPs sintetizadas ja 'nar
nts'edi sonicación 17,9 ar Wcm2.
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 ar sonólisis, dá da aplican ultrasonidos pa ar síntesis partículas k'axt'i ko 'nar diámetro inferior bí 10 ar nm. Dependiendo de ya reactivos, ar reacción sonolítica ar to da t'ot'e ya ndunthe ya maneras. Ngu, ár 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 colapsadas creadas ya ultrasonidos intensos ne ar dehe granel. Morfología ya nanoestructuras k'axt'i ya nanocintas 'nar anchura 30 — 50 nm ne 'nar 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 esféricas k'axt'i, 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 ja ar disolución HAuCl4 jar dehe destilada ko 'nar concentración 0,03 M. 'Mefa, ár njäts'i ya HAuCl4 (2 mL) bí añadió gota tso̲kwa gota jar 20 mL njäts'i acuosa ya citrato sodio 0,03 M. Nxoge ar fase mezcla, bí insertó jar ár njäts'i 'nar sonda ultrasónica mextha densidad (20 kHz) ko 'nar bocina ultrasónica durante 5 min ja 'nar nts'edi sondeo 17,9 W·cm²
(cf. Dhabey at jar el. 2020)

Síntesis nanocinturones k'axt'i ir nge ya sonicación

Ya nanocinturones monocristalinos (ga ar ar tsita TEM ar ar izquierda) xi sintetizar ar ir nge ar sonicación 'nar njäts'i acuosa ya HAuCl4 jar 'bu̲i Kwä α-D — glucosa komongu ar regeneradores. Ya nanocinturones ar k'axt'i sintetizados sonoquímicamente muestran 'nar ancho promedio 30 da 50 nm ne varios micrómetros longitud. Reacción ultrasónica pa ar producción nanocinturones k'axt'i ar sencilla, ngut'a ne evita njapu'befi ya sustancias tóxicas. (cf. Zhang et ar, 2006)

Tensioactivos pa da ñut'i nu'u ja ar síntesis sonoquímica NPs k'axt'i

Ár nt'ot'e ultrasonidos intensos dige ya reacciones químicas gi du̲i ne promueve jar conversión ne ya rendimientos. Pa da 'nar tamaño partícula uniforme ne ciertas formas yá morfologías específicas, ár nt'ets'i ya tensioactivos 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) sugar —> pyrolysis radicals
(3) 'narIII + reducing radicals —> Au⁰
(4) nAu⁰ —> AuNP (nanobelts)
(cf. Zhao et jar el., 2014)

Poder ya ultrasonidos ar klase sonda

Ya sondas ultrasónicas wa sonotrodos ('nehe llamados bocinas ultrasónicas) proporcionan ultrasonidos mextha ar intensidad ne ar cavitación acústica dets'e xi focalizada jar soluciones químicas. Xí transmisión nt'ot'e xi hño ne ya controlable ko ya precisión ya ultrasonidos nts'edi permite t'ot'e ya nkohi fiables, controlables ko ya precisión ne reproducibles, nu'u da ar xi da du'mi, intensificar ne mpa̲ti ya vías reacción química. Ya contrario, 'nar nsaha ultrasónico ('nehe conocido komongu ar limpiador ultrasónico wa tanque) suministra ultrasonidos 'nar densidad nts'edi na xí hñets'i'i ne puntos ar cavitación ne ar producen aleatoriamente ja 'nar Nar dätä hño volumen líquido. 'Me̲hna thogi da baños ya ultrasónicos hingi 'bu̲hu̲ fiables pa reacción ni 'na jar sonoquímica.
"Ya baños ar limpieza ultrasónicos pe̲ts'i 'nar densidad nts'edi nthe 'nar pequeño porcentaje ar ár generada ja 'nar bocina ultrasónica. 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 fiables 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 favorece jar humectación ne 'mefa ár njäts'i Tange'u nucleación ya Hmunts'i átomos pa precipitar nanopartículas. Síntesis ultrasónica nanopartículas ge 'nar nt'ot'e sencillo, rentable, biocompatible, reproducible, rápido ne pädi xi hño.
Hielscher Ultrasonics suministra procesadores ultrasónicos potentes ne controlables ko precisión pa ar formación estructuras tamaño nanométrico komongu ar nanosferas, nanovarillas, nanocinturones, nanocintas, nanoclústeres, partículas ya núcleo ne ya capa, etcétera.
Mäs ungumfädi dige ar síntesis ultrasónica nanopartículas magnéticas.
HMUNTS'UJE clientes valoran ya características inteligentes ya dispositivos digitales Hielscher, gi equipados ko software inteligente, pantalla táctil ya njät'i, protocolización automática datos 'na jar tarheta SD incorporada ne pede yá 'bede ko 'nar menú intuitivo pa 'nar manejo hei ne pädi xi hño.
Cubriendo nga̲tho ar rango nts'edi, ndezu̲ ultrasonidos portátiles 50 vatios pa laboratorio asta 16.000 vatios potentes sistemas ultrasónicos industriales, 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 da 'mui jar 'na tamaño sobremesa ne ar industrial. Robustez ya sonicadores Hielscher permite 'nar funcionamiento 24 yá 7 jar entornos pesados ne exigentes.

Xtí tabla bí xta ar 'nar indicación ya mfeni ya procesamiento aproximada ar HMUNTS'UJE ultrasonidos: