Rruga e gjelbër sonokimike drejt nanogrimcave të argjendit
Nanogrimcat e argjendit (AgNP) janë nanomateriale të përdorura shpesh për shkak të vetive të tyre anti-mikrobike, vetive optike dhe përçueshmërisë së lartë elektrike. Rruga sonokimike duke përdorur kappa carrageenan është një metodë sinteze e thjeshtë, e përshtatshme dhe miqësore me mjedisin për përgatitjen e nano grimcave të argjendit. κ-carrageenan përdoret si një stabilizues natyral eko-miqësor, ndërsa ultratingulli i fuqisë vepron si një agjent reduktues i gjelbër.
Sinteza e gjelbër tejzanor e nanogrimcave të argjendit
Elsupikhe et al. (2015) kanë zhvilluar një rrugë sinteze jeshile të asistuar me ultratinguj për përgatitjen e nanogrimcave të argjendit (AgNPs). Sonokimia është e njohur mirë për nxitjen e shumë reaksioneve kimike të lagështa. Sonicizimi mundëson sintetizimin e AgNP-ve me κ-carrageenan si stabilizues natyral. Reaksioni zhvillohet në temperaturën e dhomës dhe prodhon nanogrimca argjendi me strukturë kristalore fcc pa asnjë papastërti. Shpërndarja e madhësisë së grimcave të AgNP mund të ndikohet nga përqendrimi i κ-carrageenan.
Skema e ndërveprimit midis grupeve të ngarkuara me Ag-NP që janë të mbuluara me κ-carrageenan nën sonikacion. [Elsupikhe et al. 2015]
Procedura
- Ag-NP-të u sintetizuan duke reduktuar AgNO3 duke përdorur ultratinguj në prani të κ-carrageenan. Për të marrë mostra të ndryshme, u përgatitën pesë suspensione, duke shtuar 10 mL 0,1 M AgNO.3 deri në 40-mL κ-carrageenan. Tretësirat κ-carrageenan të përdorura ishin përkatësisht 0.1, 0.15, 0.20, 0.25 dhe 0.3 wt%.
- Tretësirat u trazuan për 1 orë për të marrë AgNO3/κ-carrageenan.
- Më pas, mostrat u ekspozuan ndaj rrezatimit intensiv tejzanor: Amplituda e pajisjes tejzanor UP400S (400W, 24kHz) u vendos në 50%. Sonication është aplikuar për 90min në temperaturën e dhomës. Sonotrode e procesorëve të lëngshëm tejzanor UP400S u zhyt drejtpërdrejt në tretësirën e reaksionit.
- Pas sonikimit, suspensionet u centrifuguan për 15 minuta dhe u lanë me ujë të dyfishtë të distiluar katër herë për të hequr mbetjet e joneve të argjendit. Nanogrimcat e precipituara u thanë në 40°C nën vakum gjatë natës për të marrë Ag-NPs.
Ekuacioni
- nH2O —sonikacion–> +H + OH
- OH + RH –> R + H2O
- AgNr3–hidroliza–> Ag+ + NO3–
- R + Ag+ —> Ag° + R’ + H+
- Ag+ + H –reduktimet–> Ag°
- Ag+ + H2O —> Ag° + OH + H+
Analiza dhe Rezultatet
Për të vlerësuar rezultatet, mostrat u analizuan me analizë spektroskopike të dukshme UV, difraksion me rreze X, analiza kimike FT-IR, imazhe TEM dhe SEM.
Numri i Ag-NP-ve u rrit me rritjen e përqendrimeve të κ-carrageenan. Formimi i Ag/κ-carrageenan u përcaktua me anë të spektroskopisë së dukshme UV ku maksimumi i përthithjes së plazmonit sipërfaqësor u vu re në 402 deri në 420 nm. Analiza e difraksionit me rreze X (XRD) tregoi se Ag-NP-të janë të një strukture kubike të përqendruar në fytyrë. Spektri infra i kuq i transformimit Fourier (FT-IR) tregoi praninë e Ag-NPs në κ-carrageenan. Imazhi i mikroskopit elektronik të transmetimit (TEM) për përqendrimin më të lartë të κ-carrageenan tregoi shpërndarjen e Ag-NP me një madhësi mesatare të grimcave afër 4.21 nm. Imazhet me mikroskop elektronik skanues (SEM) ilustruan formën sferike të Ag-NPs. Analiza SEM tregon se me rritjen e përqendrimit të κ-carrageenan, ndodhën ndryshime në sipërfaqen e Ag/κ-carrageenan, kështu që Ag-NP me përmasa të vogla me formë sferike janë marrë.
Imazhet TEM dhe shpërndarjet përkatëse të madhësisë për Ag/κ-carrageenan të sintetizuar në mënyrë sonokimike në përqendrime të ndryshme të κ-carrageenan. [0.1%, 0.2% dhe 0.3%, respektivisht (a, b, c)].
Ag+/κ-carrageenan (majtas) dhe Ag/κ-carrageenan i sonikuar (djathtas). Sonicizimi u krye me UP400S për 90 minuta. [Elsupikhe et al. 2015]
UP400S – pajisja tejzanor e përdorur për sintezën sonokimike të nanogrimcave Ag
Imazhet SEM për Ag/κ-carrageenan në përqendrime të ndryshme të κ-carrageenan. [0.1%, 0.2% dhe 0.3 %, respektivisht (a, b, c)]. [Elsupikhe et al. 2015]
Literatura/Referencat
- Elsupikhe, Randa Fawzi; Shameli, Kamyar; Ahmad, Mansor B; Ibrahim, Nor Azowa; Zainudin, Norhazlin (2015): Sinteza sonokimike e gjelbër e nanogrimcave të argjendit në përqendrime të ndryshme të κ-carrageenan. Letrat Kërkimore të Nanoscale 10. 2015.
Informata themelore
Sonokimia
Kur ultratingulli i fuqishëm aplikohet në reaksionet kimike në tretësirë (gjendje e lëngshme ose slurry), ai siguron energji specifike aktivizimi për shkak të një fenomeni fizik, i njohur si kavitacion akustik. Kavitacioni krijon forca të larta prerëse dhe kushte ekstreme si temperaturat shumë të larta dhe shpejtësitë e ftohjes, presionet dhe avionët e lëngshëm. Këto forca intensive mund të fillojnë reaksione dhe të shkatërrojnë forcat tërheqëse të molekulave në fazën e lëngshme. Dihet se shumë reagime përfitojnë nga rrezatimi me ultratinguj, p.sh. sonoliza, rrugë sol-xhel, sinteza sonokimike e palladiumi, lateksi, hidroksiapatit dhe shumë substanca të tjera. Lexoni më shumë rreth sonokimi këtu!
nanogrimca argjendi
Nano-grimcat e argjendit karakterizohen nga një madhësi midis 1nm dhe 100nm. Ndërsa shpesh përshkruhet si "argjend".’ disa janë të përbëra nga një përqindje e madhe e oksidit të argjendit për shkak të raportit të tyre të madh të atomeve të argjendit sipërfaqësor në masë. Nanogrimcat e argjendit mund të shfaqen me struktura të ndryshme. Më së shpeshti, nanogrimcat sferike të argjendit sintetizohen, por përdoren gjithashtu fletë diamanti, tetëkëndësh dhe të hollë.
Nanogrimcat e argjendit janë shumë të frekuentuara në aplikimet mjekësore. Jonet e argjendit janë bioaktive dhe kanë efekte të forta antimikrobike dhe mikrobike. Sipërfaqja e tyre jashtëzakonisht e madhe lejon koordinimin e ligandëve të shumtë. Karakteristikat e tjera të rëndësishme janë përçueshmëria dhe vetitë unike optike.
Për karakteristikat e tyre përçuese, nanogrimcat e argjendit shpesh përfshihen në përbërje, plastikë, epokside dhe ngjitës. Grimcat e argjendit rrisin përçueshmërinë elektrike; prandaj pastat dhe bojërat e argjendit përdoren shpesh në prodhimin e elektronikës. Meqenëse nanogrimcat e argjendit mbështesin plazmonet sipërfaqësore, AgNP-të kanë veti optike të jashtëzakonshme. Nanogrimcat plazmonike të argjendit përdoren për sensorë, detektorë dhe pajisje analitike të tilla si spektroskopia Raman e përmirësuar sipërfaqësore (SERS) dhe spektroskopia e fluoreshencës e përmirësuar në terren të plazmonit (SPFS).
karragjenit
Carrageenani është një polimer natyral i lirë, i cili gjendet në lloje të ndryshme të algave të kuqe të detit. Carrageenans janë polisaharide lineare të sulfatuara që përdoren gjerësisht në industrinë ushqimore, për vetitë e tyre xhelatizuese, trashëse dhe stabilizuese. Aplikimi i tyre kryesor është në produktet e qumështit dhe të mishit, për shkak të lidhjes së tyre të fortë me proteinat ushqimore. Ekzistojnë tre lloje kryesore të karragjenanit, të cilat ndryshojnë në shkallën e sulfimit. Kappa-karragjenani ka një grup sulfate për disakarid. Jota-carrageenan (ι-carrageenen) ka dy sulfate për disakarid. Lambda carrageenan (λ-carrageenen) ka tre sulfate për disakarid.
Kappa carrageenan (κ-carrageenan) ka një strukturë lineare të polisaharidit të sulfatuar të D-galaktozës dhe 3,6-anhidro-D-galaktozës.
κ-carrageenan përdoret gjerësisht në industrinë ushqimore, p.sh. si agjent xheli dhe për modifikimin e teksturës. Mund të gjendet si aditiv në akullore, krem, gjizë, milkshakes, salcë sallate, qumësht të kondensuar të ëmbël, qumësht soje & qumësht të tjerë bimorë dhe salca për të rritur viskozitetin e produktit.
Për më tepër, κ-carrageenan mund të gjendet në produktet joushqimore si trashës në shampo dhe kremra kozmetikë, në pastën e dhëmbëve (si stabilizues për të parandaluar ndarjen e përbërësve), shkumë kundër zjarrit (si trashës që shkakton shkumën ngjitëse), xhel freskues ajri. , lustrim këpucësh (për të rritur viskozitetin), në bioteknologji për të imobilizuar qelizat/enzimat, në farmaceutikë (si ekscipient joaktiv në pilula/tableta), në ushqimin për kafshët shtëpiake etj.