Gümüş Nanopartiküllere Yeşil Sonokimyasal Yol
Gümüş nanopartiküller (AgNP'ler), anti-mikrobiyal özellikleri, optik özellikleri ve yüksek elektrik iletkenlikleri nedeniyle sıklıkla kullanılan nanomalzemelerdir. Kappa carrageenan kullanan sonokimyasal yol, gümüş nano parçacıkların hazırlanması için basit, kullanışlı ve çevre dostu bir sentez yöntemidir. κ-İrlanda yosunu doğal bir çevre dostu stabilizatör olarak kullanılırken, güç ultrasonu yeşil bir indirgeyici ajan olarak işlev görür.
Gümüş Nanopartiküllerin Yeşil Ultrasonik Sentezi
Elsupikhe ve ark. (2015), gümüş nanopartiküllerin (AgNP'ler) hazırlanması için yeşil ultrasonik destekli bir sentez yolu geliştirmiştir. Sonochemistry'nin birçok ıslak kimyasal reaksiyonu teşvik ettiği iyi bilinmektedir. Sonikasyon, AgNP'leri doğal stabilizatör olarak κ-karagenan ile sentezlemeyi sağlar. Reaksiyon oda sıcaklığında çalışır ve herhangi bir safsızlık içermeyen fcc kristal yapısına sahip gümüş nanopartiküller üretir. AgNP'lerin partikül boyutu dağılımı, κ-karragenan konsantrasyonundan etkilenebilir.
Sonikasyon altında κ-carrageenan ile kaplanmış Ag-NP'ler yüklü gruplar arasındaki etkileşim şeması. [Elsupikhe ve ark. 2015]
Prosedür
- Ag-NP'ler, AgNO'nun indirgenmesiyle sentezlendi3 κ-Carrageenan varlığında ultrasonikasyon kullanarak. Farklı numuneler elde etmek için, 10 mL 0.1 M AgNO ilave edilerek beş süspansiyon hazırlandı3 40 mL κ-İrlanda yosununa. Kullanılan κ-İrlanda yosunu çözeltileri sırasıyla ağırlıkça% 0.1, 0.15, 0.20, 0.25 ve 0.3 idi.
- AgNO elde etmek için çözeltiler 1 saat karıştırıldı3/κ-İrlanda yosunu.
- Daha sonra, numuneler yoğun ultrasonik ışınlamaya maruz bırakıldı: Ultrasonik cihazın genliği UP400S (400W, 24kHz) P olarak ayarlandı. Sonikasyon oda sıcaklığında 90 dakika boyunca uygulandı. Ultrasonik sıvı işlemcilerin sonotrotu UP400S doğrudan reaksiyon çözeltisine daldırıldı.
- Sonikasyondan sonra, süspansiyonlar 15 dakika boyunca santrifüjlendi ve gümüş iyonu kalıntısını gidermek için dört kez çift damıtılmış su ile yıkandı. Çökeltilmiş nanopartiküller, Ag-NP'leri elde etmek için gece boyunca vakum altında 40 ° C'de kurutuldu.
Denklem
- Nh2O —Sonikasyon–> +H + OH
- OH + RH –> R + H2O
- AgNo3–Hidroliz–> Ag+ + NO3–
- R + Ag+ —> Ag° + R’ + H+
- Ag+ + H –Indirim–> Ag°
- Ag+ + H2O —> Ag° + OH + H+
Analiz ve Sonuçlar
Sonuçları değerlendirmek için numuneler UV-görünür spektroskopik analiz, X-ışını kırınımı, FT-IR kimyasal analiz, TEM ve SEM görüntüleri ile analiz edilmiştir.
Ag-NP'lerin sayısı, artan κ-karragenan konsantrasyonları ile artmıştır. Ag / κ-karragenan oluşumu, yüzey plazmon absorpsiyon maksimumunun 402 ila 420nm'de gözlendiği UV görünür spektroskopi ile belirlendi. X-ışını kırınımı (XRD) analizi, Ag-NP'lerin yüz merkezli kübik bir yapıya sahip olduğunu gösterdi. Fourier dönüşümü kızılötesi (FT-IR) spektrumu, κ-İrlanda yosununda Ag-NP'lerin varlığını gösterdi. En yüksek κ-karagenan konsantrasyonu için transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüsü, ortalama parçacık boyutu 4.21nm'ye yakın olan Ag-NP'lerin dağılımını gösterdi. Tarama elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri, Ag-NP'lerin küresel şeklini göstermiştir. SEM analizi, κ-İrlanda yosunu konsantrasyonunun artmasıyla, Ag / κ-İrlanda yosunu yüzeyinde değişikliklerin meydana geldiğini göstermektedir, böylece küresel şekilli küçük boyutlu Ag-NP'ler elde edildi.
Farklı κ-İrlanda yosunu konsantrasyonlarında sonokimyasal olarak sentezlenen Ag / κ-İrlanda yosunu için TEM görüntüleri ve karşılık gelen boyut dağılımları. [sırasıyla %0.1, %0.2 ve %0.3 (A, B, C)].
Ag +/κ-İrlanda yosunu (solda) ve sonikasyonlu Ag / κ-İrlanda yosunu (sağda). Sonikasyon, 90 dakika boyunca UP400S ile gerçekleştirildi. [Elsupikhe ve ark. 2015]
UP400S – Ag nanopartiküllerinin sonokimyasal sentezi için kullanılan ultrasonik cihaz
Farklı κ-İrlanda yosunu konsantrasyonlarında Ag/κ-İrlanda yosunu için SEM görüntüleri. [sırasıyla %0.1, %0.2 ve %0.3 (A, B, C)]. [Elsupikhe ve ark. 2015]
Literatür/Referanslar
- Elsupikhe, Randa Fawzi; Şameli, Kamyar; Ahmed, Mansor b; İbrahim, Ne de Azowa; Zainudin, Norhazlin (2015): Değişen κ-İrlanda yosunu konsantrasyonlarında gümüş nanopartiküllerin yeşil sonokimyasal sentezi. Nano Ölçekli Araştırma Mektupları 10. 2015.
temel Bilgiler
Sono-kimya
Çözeltideki kimyasal reaksiyonlara (sıvı veya bulamaç hali) güçlü ultrason uygulandığında, akustik kavitasyon olarak bilinen fiziksel bir fenomen nedeniyle spesifik aktivasyon enerjisi sağlar. Kavitasyon, yüksek kesme kuvvetleri ve çok yüksek sıcaklıklar ve soğutma hızları, basınçlar ve sıvı jetleri gibi aşırı koşullar yaratır. Bu yoğun kuvvetler reaksiyonları başlatabilir ve sıvı fazdaki moleküllerin çekici kuvvetlerini yok edebilir. Ultrasonik ışınlamadan fayda sağladığı bilinen çok sayıda reaksiyon bilinmektedir, ör. sonoliz, Sol-Jel Rotası, sonokimyasal sentezi palladyum, kauçuk, Hidroksiapatit ve diğer birçok madde. Hakkında daha fazla bilgi edinin sonokimya burada!
gümüş nanopartiküller
Gümüş nano parçacıklar, 1nm ile 100nm arasında bir boyutla karakterize edilir. Sık sık 'gümüş' olarak tanımlanırken’ Bazıları, yüzey-dökme gümüş atomlarının büyük oranlarından dolayı büyük bir gümüş oksit yüzdesinden oluşur. Gümüş nanopartiküller farklı yapılarla ortaya çıkabilir. En yaygın olarak, küresel gümüş nanopartiküller sentezlenir, ancak elmas, sekizgen ve ince levhalar da kullanılır.
Gümüş nanopartiküller tıbbi uygulamalarda oldukça sık kullanılmaktadır. Gümüş iyonları biyoaktiftir ve güçlü antimikrobiyal ve mikrop öldürücü etkilere sahiptir. Son derece geniş yüzey alanları, çok sayıda ligandın koordinasyonuna izin verir. Diğer önemli özellikler iletkenlik ve benzersiz optik özelliklerdir.
İletken özellikleri nedeniyle, gümüş nanopartiküller genellikle kompozitlere, plastiklere, epoksilere ve yapıştırıcılara dahil edilir. Gümüş parçacıkları elektriksel iletkenliği arttırır; Bu nedenle gümüş macunlar ve mürekkepler elektronik üretiminde sıklıkla kullanılmaktadır. Gümüş nanopartiküller yüzey plazmonlarını desteklediğinden, AgNP'ler olağanüstü optik özelliklere sahiptir. Plazmonik gümüş nanopartiküller, Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi (SERS) ve Yüzey Plazmon Alanı Geliştirilmiş Floresan Spektroskopisi (SPFS) gibi sensörler, dedektörler ve analitik ekipmanlar için kullanılır.
İrlanda yosunu
Carrageenan, çeşitli kırmızı deniz yosunu türlerinde bulunan ucuz bir doğal polimerdir. İrlanda yosunları, jelleşme, koyulaştırma ve stabilize edici özellikleri nedeniyle gıda endüstrisinde yaygın olarak kullanılan doğrusal sülfatlı polisakkaritlerdir. Ana uygulamaları, gıda proteinlerine güçlü bağlanmaları nedeniyle süt ve et ürünlerindedir. Sülfatlaşma derecelerinde farklılık gösteren üç ana İrlanda yosunu çeşidi vardır. Kappa-İrlanda yosunu, disakkarit başına bir sülfat grubuna sahiptir. Iota-carrageenan (ι-carrageenen), disakkarit başına iki sülfata sahiptir. Lambda İrlanda yosunu (λ-İrlandagen), disakkarit başına üç sülfata sahiptir.
Kappa carrageenan (κ-carrageenan), D-galaktoz ve 3,6-anhidro-D-galaktozun sülfatlanmış polisakkaritinin doğrusal bir yapısına sahiptir.
κ- İrlanda yosunu, gıda endüstrisinde, örneğin jelleştirici ajan olarak ve doku modifikasyonu için yaygın olarak kullanılmaktadır. Dondurma, krema, süzme peynir, milkshake, salata sosları, şekerli yoğunlaştırılmış sütler, soya sütünde katkı maddesi olarak bulunabilir & ürün viskozitesini artırmak için diğer bitki sütleri ve soslar.
Ayrıca, κ-İrlanda yosunu, şampuan ve kozmetik kremlerde koyulaştırıcı gibi gıda dışı ürünlerde, diş macununda (bileşenlerin ayrılmasını önlemek için stabilizatör olarak), yangın söndürme köpüğünde (köpüğün yapışkan hale gelmesine neden olacak koyulaştırıcı olarak), oda spreyi jellerinde, ayakkabı cilasında (viskoziteyi artırmak için), hücreleri/enzimleri hareketsiz hale getirmek için biyoteknolojide, farmasötiklerde (haplarda/tabletlerde aktif olmayan bir yardımcı madde olarak), evcil hayvan maması vb.