การสังเคราะห์นาโนซิลเวอร์ด้วยน้ําผึ้งและอัลตราโซนิกส์
นาโนซิลเวอร์ใช้สําหรับคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียเพื่อเสริมวัสดุในทางการแพทย์และวัสดุศาสตร์ อัลตราโซนิกช่วยให้สามารถสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงินทรงกลมในน้ําได้อย่างรวดเร็วมีประสิทธิภาพปลอดภัยและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม การสังเคราะห์อนุภาคนาโนอัลตราโซนิกสามารถปรับขนาดได้อย่างง่ายดายจากการผลิตขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่
การสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกช่วยของคอลลอยด์นาโนซิลเวอร์
การสังเคราะห์โซโนเคมีซึ่งหมายถึงปฏิกิริยาเคมีที่อํานวยความสะดวกโดยการฉายรังสีอัลตราโซนิกเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอนุภาคนาโน ซึ่งรวมถึงเงิน ทอง แมกนีไทต์ ไฮดรอกซีอะพาไทต์, คลอโรควิน, เพอรอฟสไคต์, น้ํายาง และวัสดุนาโนอื่น ๆ อีกมากมาย
อัลตราโซนิกเปียก - การสังเคราะห์ทางเคมี
เส้นทางการสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกหลายเส้นทางได้รับการพัฒนาเพื่อผลิตอนุภาคนาโนเงิน วิธีหนึ่งที่โดดเด่นใช้น้ําผึ้งเป็นทั้งสารลดและลดสูงสุด ส่วนประกอบในน้ําผึ้ง เช่น กลูโคสและฟรุกโตส ทําหน้าที่เสริมฤทธิ์กันในบทบาทเหล่านี้ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์
คล้ายกับเทคนิคการสังเคราะห์อนุภาคนาโนหลายชนิดการสังเคราะห์นาโนซิลเวอร์อัลตราโซนิกจัดอยู่ในหมวดหมู่ของเคมีเปียก กระบวนการเริ่มต้นด้วยการเกิดนิวเคลียสของอนุภาคนาโนเงินภายในสารละลาย ในระหว่างการ sonication สารตั้งต้นของเงิน (เช่นซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO3) หรือซิลเวอร์เปอร์คลอเรต (AgClO4)) จะลดลงเมื่อมีสารรีดิวซ์เช่นน้ําผึ้งเพื่อผลิตเงินคอลลอยด์
กลไกการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของเงินอัลตราโซนิก
ระยะนิวเคลียสเริ่มต้น: เมื่อความเข้มข้นของไอออนเงินที่ละลายน้ําเพิ่มขึ้นไอออนของโลหะซิลเวอร์จะเริ่มจับกันเพื่อสร้างกระจุกเล็ก ๆ ในขั้นตอนนี้ คลัสเตอร์เหล่านี้ไม่เสถียรทางพลังงานเนื่องจากความสมดุลของพลังงานเชิงลบ พลังงานที่จําเป็นในการสร้างพื้นผิวใหม่เกินพลังงานที่ได้รับจากการลดความเข้มข้นของเงินที่ละลายน้ํา
รัศมีคริติคอล: เมื่อคลัสเตอร์ถึงขนาดที่กําหนด (รัศมีวิกฤต) กระบวนการจะเอื้ออํานวยต่อพลังงานทําให้คลัสเตอร์มีเสถียรภาพ ความเสถียรนี้ช่วยให้คลัสเตอร์ทําหน้าที่เป็นนิวเคลียสสําหรับการเจริญเติบโตต่อไป
ระยะการเจริญเติบโต: ในระหว่างการเจริญเติบโตอะตอมของเงินเพิ่มเติมจะกระจายผ่านสารละลายและยึดติดกับพื้นผิวอนุภาคนาโนที่กําลังเติบโต การเจริญเติบโตจะดําเนินต่อไปจนกว่าความเข้มข้นของเงินที่ละลายน้ําจะลดลงต่ํากว่าเกณฑ์นิวเคลียส
การแพร่กระจายและความสมบูรณ์: เงินที่ละลายน้ําที่เหลือจะรวมอยู่ในอนุภาคนาโนที่มีอยู่ทําให้กระบวนการเสร็จสมบูรณ์
Sonication ช่วยเร่งการถ่ายโอนมวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการเปียกและการแพร่กระจายซึ่งนําไปสู่การเกิดนิวเคลียสที่เร็วขึ้นและควบคุมการเจริญเติบโต ด้วยการปรับพารามิเตอร์ sonication อย่างแม่นยําเช่นความเข้มและระยะเวลาขนาดอัตราการเจริญเติบโตและรูปร่างของอนุภาคนาโนสามารถปรับได้อย่างประณีต การควบคุมที่แม่นยํานี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงโครงสร้างอนุภาคนาโนที่สอดคล้องกันซึ่งปรับให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะ
การสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกช่วยมีความโดดเด่นในฐานะแนวทางเคมีที่มีประสิทธิภาพปรับขนาดได้และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในการผลิตนาโนซิลเวอร์ที่มีคุณสมบัติที่กําหนดไว้อย่างดี
- ปฏิกิริยาหม้อเดียวอย่างง่าย
- ปลอดภัย
- กระบวนการที่รวดเร็ว
- ต้นทุนต่ํา
- ความสามารถในการปรับขนาดเชิงเส้น
- เคมีสีเขียวที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

UP400ST – เครื่องอัลตราโซนิกทรงพลัง 400 วัตต์สําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนเคมี
กรณีศึกษาการสังเคราะห์นาโนซิลเวอร์อัลตราโซนิก
การศึกษาชื่อ “การสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงินจากน้ําผึ้งและอัลตราโซนิกและกิจกรรมต้านเชื้อแบคทีเรีย” โดย Oskuee et al. (2016) สํารวจวิธีการที่เรียบง่ายและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงิน (Ag-NPs) โดยใช้น้ําผึ้งธรรมชาติเป็นทั้งสารลดและรักษาเสถียรภาพ กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการลดซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO₃) ภายใต้การฉายรังสีอัลตราโซนิกมีลักษณะเป็นพารามิเตอร์ต่างๆรวมถึงความเข้มข้นของซิลเวอร์ไอออนความเข้มข้นของน้ําผึ้งและเวลาในการ sonication Ag-NPs ที่ได้มีขนาดเฉลี่ยประมาณ 11.8 นาโนเมตร และมีคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียต่อแบคทีเรียที่ทําให้เกิดโรค เช่น Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa และ. coli
การศึกษาเน้นย้ําถึงประโยชน์ของการใช้น้ําผึ้งในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนโดยเน้นที่ลักษณะสีเขียวต้นทุนต่ําและปลอดสารพิษ ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าขนาดและผลผลิตของ Ag-NPs สามารถควบคุมได้โดยการปรับพารามิเตอร์ปฏิกิริยาเช่นความเข้มข้นของเงินปริมาณน้ําผึ้งและระยะเวลาการ sonication Ag-NPs ที่สังเคราะห์ขึ้นแสดงให้เห็นว่ามีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียที่มีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อ. coli และ S. aureus โดยมีความเข้มข้นในการยับยั้งขั้นต่ํา (MIC) ประมาณ 19.46 ppm วิธีนี้นําเสนอการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้สําหรับ Ag-NPs ในด้านการแพทย์ รวมถึงการรักษาบาดแผลและการควบคุมการติดเชื้อ
วัสดุ: ซิลเวอร์ไนเตรต (AgNO3) เป็นสารตั้งต้นของเงิน น้ําผึ้งเป็นสารปิดฝา / ลด น้ำ
อุปกรณ์อัลตราโซนิก: UP400ST
โปรโตคอลการสังเคราะห์อัลตราโซนิก
เงื่อนไขที่ดีที่สุดในการสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงินคอลลอยด์พบว่ามีดังต่อไปนี้: การลดซิลเวอร์ไนเตรตภายใต้อัลตราโซนิกที่เป็นสื่อกลางโดยน้ําผึ้งธรรมชาติ สารละลายซิลเวอร์ไนเตรต 20 มล. (0.3 ม.) ที่มีน้ําผึ้ง (20 wt%) สัมผัสกับการฉายรังสีอัลตราซาวนด์ความเข้มสูงภายใต้สภาวะแวดล้อมเป็นเวลา 30 นาที อัลตราโซนิกดําเนินการด้วยเครื่องอัลตราโซนิกชนิดโพรบ UP400S (400W, 24 กิโลเฮิรตซ์) แช่ลงในสารละลายปฏิกิริยาโดยตรง

การกระจายขนาดอนุภาคของ Ag-NPs ที่สังเคราะห์ในสภาวะที่เหมาะสม ความเข้มข้นของเงิน (0.3 M) ความเข้มข้นของน้ําผึ้ง (20 wt%) และเวลาในการฉายรังสีอัลตราโซนิก (30 นาที)
การศึกษาและภาพ: ©Oskuee et al. 2016
น้ําผึ้งเกรดอาหารใช้เป็นสารปิดฝา / ทําให้เสถียรภาพและรีดิวซ์ ซึ่งทําให้สารละลายนิวเคลียสในน้ําและอนุภาคนาโนที่ตกตะกอนสะอาดและปลอดภัยสําหรับการใช้งานท่อร่วม
เมื่อเวลาอัลตราโซนิกเพิ่มขึ้นอนุภาคนาโนเงินจะเล็กลงและความเข้มข้นจะเพิ่มขึ้น
ในสารละลายน้ําผึ้งอัลตราโซนิกเป็นปัจจัยสําคัญที่มีอิทธิพลต่อการก่อตัวของอนุภาคนาโนเงิน พารามิเตอร์ Sonication เช่นแอมพลิจูดเวลาและอัลตราซาวนด์แบบต่อเนื่องเทียบกับการเต้นเป็นจังหวะเป็นปัจจัยสําคัญที่ช่วยให้สามารถควบคุมขนาดและปริมาณของอนุภาคนาโนเงินได้
ผลการสังเคราะห์อัลตราโซนิกของอนุภาคนาโนเงิน
การสังเคราะห์ด้วยน้ําผึ้งที่ส่งเสริมด้วยอัลตราโซนิกด้วย UP400ST ส่งผลให้เกิดอนุภาคนาโนเงินทรงกลม (Ag-NPs) ที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยประมาณ 11.8 นาโนเมตร การสังเคราะห์อัลตราโซนิกของอนุภาคนาโนเงินเป็นวิธีหม้อเดียวที่ง่ายและรวดเร็ว การใช้น้ําและน้ําผึ้งเป็นวัสดุทําให้ปฏิกิริยาคุ้มค่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเป็นพิเศษ
เทคนิคการสังเคราะห์อัลตราโซนิกที่นําเสนอโดยใช้น้ําผึ้งเป็นสารลดและปิดฝาสามารถขยายไปยังโลหะมีค่าอื่น ๆ เช่นทองคําแพลเลเดียมและทองแดงซึ่งมีการใช้งานเพิ่มเติมที่หลากหลายตั้งแต่ยาไปจนถึงอุตสาหกรรม
มีอิทธิพลต่อนิวเคลียสและขนาดอนุภาคโดย Sonication
อัลตราซาวนด์ช่วยให้สามารถผลิตอนุภาคนาโน เช่น อนุภาคนาโนเงินที่ปรับให้เหมาะกับความต้องการ ตัวเลือกทั่วไปสามตัวเลือกของ sonication มีผลสําคัญต่อเอาต์พุต:
Sonication เริ่มต้น: การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์สั้น ๆ กับสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดสามารถเริ่มต้นการเพาะเมล็ดและการก่อตัวของนิวเคลียสได้ เนื่องจากการ sonication ถูกนําไปใช้ในระยะเริ่มต้นเท่านั้นการเจริญเติบโตของผลึกที่ตามมาจะดําเนินไปโดยไม่มีสิ่งกีดขวางส่งผลให้เกิดผลึกขนาดใหญ่ขึ้น
การ sonication อย่างต่อเนื่อง: การฉายรังสีอย่างต่อเนื่องของสารละลายอิ่มตัวยิ่งยวดส่งผลให้เกิดผลึกขนาดเล็กเนื่องจากอัลตราโซนิกที่ไม่หยุดชั่วคราวจะสร้างนิวเคลียสจํานวนมากส่งผลให้เกิดการเจริญเติบโตของผลึกขนาดเล็กจํานวนมาก
การประสานเสียงแบบพัลซิ่ง: อัลตราซาวนด์แบบพัลซิ่งหมายถึงการใช้อัลตราซาวนด์ในช่วงเวลาที่กําหนด อินพุตพลังงานอัลตราโซนิกที่ควบคุมได้อย่างแม่นยําช่วยให้สามารถมีอิทธิพลต่อการเจริญเติบโตของผลึกเพื่อให้ได้ขนาดผลึกที่ปรับให้เหมาะสม
เครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงสําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโน
Hielscher Ultrasonics นําเสนอโปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ซึ่งออกแบบมาสําหรับการใช้งานโซโนเคมีขั้นสูงรวมถึงการสังเคราะห์โซโนและการเร่งปฏิกิริยาโซโน การผสมและการกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มการถ่ายเทมวลอย่างมีนัยสําคัญส่งเสริมการเปียกของกลุ่มอะตอมและอํานวยความสะดวกในการสร้างนิวเคลียสในภายหลังซึ่งนําไปสู่การตกตะกอนของอนุภาคนาโนอย่างมีประสิทธิภาพ การสังเคราะห์อัลตราโซนิกได้รับการยอมรับว่าเป็นวิธีที่ง่ายคุ้มค่าเข้ากันได้ทางชีวภาพทําซ้ําได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัยสําหรับการผลิตวัสดุนาโนคุณภาพสูง
เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อการควบคุมที่แม่นยําทําให้สามารถทําสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสําหรับนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของวัสดุนาโน อุปกรณ์ดิจิทัลเหล่านี้มีซอฟต์แวร์อัจฉริยะ หน้าจอสัมผัสสี และเมนูที่ใช้งานง่ายเพื่อการใช้งานที่ปลอดภัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับการบันทึกข้อมูลอัตโนมัติบนการ์ด SD ในตัว เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการจัดทําเอกสารกระบวนการที่ราบรื่น
ด้วยระบบที่ครอบคลุมตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกแบบใช้มือถือขนาดกะทัดรัด 50 วัตต์สําหรับใช้ในห้องปฏิบัติการไปจนถึงระบบอุตสาหกรรม 16,000 วัตต์ที่แข็งแกร่ง Hielscher มอบโซลูชั่นอัลตราโซนิกในอุดมคติสําหรับทุกการใช้งาน ออกแบบมาเพื่อความทนทานอุปกรณ์อัลตราโซนิก Hielscher ถูกสร้างขึ้นเพื่อทํางานอย่างต่อเนื่องภายใต้สภาวะที่หนักหน่วงแม้ในสภาพแวดล้อมที่ต้องการเพื่อให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
ตารางด้านล่างให้ข้อบ่งชี้ถึงความสามารถในการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา:
ปริมาณแบทช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนํา |
---|---|---|
1 ถึง 500 มล. | 10 ถึง 200 มล. / นาที | UP100H |
10 ถึง 2000 มล. | 20 ถึง 400 มล. / นาที | UP200 ฮิต, UP400ST |
0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L / นาที | UIP2000hdt |
10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L / นาที | UIP4000hdT |
ไม่ | 10 ถึง 100L / นาที | UIP16000 |
ไม่ | ขนาด ใหญ่ | คลัสเตอร์ของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / ถามเรา!

โปรเซสเซอร์อัลตราโซนิกอุตสาหกรรม UIP16000 (16kW) สําหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนเงินขนาดใหญ่
วรรณกรรม/อ้างอิง
- Reza Kazemi Oskuee, Azhar Banikamali, Bibi Sedigheh Fazly Bazzaz, Hasan Ali Hosseini, Majid Darroudi (2016): Honey-Based and Ultrasonic-Assisted Synthesis of Silver Nanoparticles and Their Antibacterial Activities. Journal of Nanoscience and Nanotechnology Vol. 16, 7989–7993, 2016.
- Eranga Roshan Balasooriya et al. (2017): Honey Mediated Green Synthesis of Nanoparticles: New Era of Safe Nanotechnology. Journal of Nanomaterials Volume 2017.
- D. Madhesh, S. Kalaiselvam (2014): Experimental Analysis of Hybrid Nanofluid as a Coolant. Procedia Engineering, Volume 97, 2014. 1667-1675.
ข้อเท็จจริงที่ควรค่าแก่การรู้
อนุภาคนาโนเงินคืออะไร?
อนุภาคนาโนเงินเป็นอนุภาคของเงินที่มีขนาดระหว่าง 1nm ถึง 100nm อนุภาคนาโนเงินมีพื้นที่ผิวที่ใหญ่มาก ซึ่งช่วยให้สามารถประสานงานของลิแกนด์จํานวนมากได้
อนุภาคนาโนเงินมีคุณสมบัติทางแสง ไฟฟ้า และความร้อนที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งทําให้มีคุณค่าสูงสําหรับวัสดุศาสตร์และการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ อิเล็กทรอนิกส์ หมึกนําไฟฟ้า เซ็นเซอร์ชีวภาพ / เคมี
อีกแอปพลิเคชั่นหนึ่งซึ่งได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายคือการใช้อนุภาคนาโนเงินสําหรับการเคลือบต้านจุลชีพ และสิ่งทอ แป้นพิมพ์ ผ้าปิดแผล และอุปกรณ์ชีวการแพทย์จํานวนมากมีอนุภาคนาโนเงินที่ปล่อยไอออนเงินในระดับต่ําอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันแบคทีเรีย
นาโนซิลเวอร์ใช้ในสิ่งทออย่างไร?
อนุภาคนาโนเงินถูกนําไปใช้กับการผลิตสิ่งทอ ซึ่ง Ag-NPs ถูกนํามาใช้ในการผลิตผ้าฝ้ายที่มีสีที่ปรับได้ คุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรียของอนุภาคนาโนเงินช่วยให้สามารถผลิตผ้าซึ่งช่วยย่อยสลายกลิ่นที่เกิดจากแบคทีเรีย (เช่น กลิ่นเหงื่อ)
อะไรคือการเคลือบป้องกันแบคทีเรียสําหรับยาและเวชภัณฑ์?
อนุภาคนาโนเงินแสดงลักษณะต้านแบคทีเรีย ต้านเชื้อรา และต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งทําให้น่าสนใจสําหรับการใช้งานด้านยาและทางการแพทย์ เช่น งานทันตกรรม การผ่าตัด การรักษาบาดแผล และอุปกรณ์ชีวการแพทย์ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าอนุภาคนาโนเงิน (Ag-nP) ยับยั้งการเจริญเติบโตและการเพิ่มจํานวนของแบคทีเรียสายพันธุ์ต่างๆ เช่น Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Citrobacter koseri, Salmonella typhii, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumonia, Vibrio parahaemolyticus และเชื้อรา Candida albicans ฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย / ต้านเชื้อราทําได้โดยการอนุภาคนาโนเงินที่กระจายเข้าไปในเซลล์และจับไอออน Ag/Ag+ กับโมเลกุลชีวภาพในเซลล์จุลินทรีย์เพื่อให้การทํางานของพวกมันหยุดชะงัก
การทดสอบ MIC คืออะไร?
การทดสอบ MIC (Minimum Inhibitiony Concentration) กําหนดความเข้มข้นต่ําสุดของสาร เช่น สารต้านจุลชีพ ที่จําเป็นในการยับยั้งการเจริญเติบโตที่มองเห็นได้ของจุลินทรีย์ในหลอดทดลอง โดยทั่วไปจะดําเนินการโดยใช้การเจือจางแบบอนุกรมในอาหารเจริญเติบโตที่เป็นของเหลวและการวัดการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหลังการฟักตัว อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่ sonication อํานวยความสะดวกในการทดสอบ MIC ที่มีปริมาณงานสูง!