Bal ve Ultrasonik ile Nano-Gümüş Sentezleme

Nano-gümüş tıp ve malzeme biliminde malzemeleri güçlendirmek için anti-bakteriyel özellikleri için kullanılır. Ultrasonication suda küresel gümüş nano tanecikleri hızlı, etkili, güvenli ve çevre dostu sentezi sağlar. Ultrasonik nanopartikül sentezi kolayca küçük üretim den ölçeklenebilir.

Kolloidal Nano-Gümüş Ultrasonik Destekli Sentezi

Ultrasonik ışınlama altında sentetik reaksiyonlar olan sonochemical sentezi, yaygın gümüş, altın, manyetit gibi nano tanecikleri üretmek için kullanılır, hidroksiapatit, Klorokin, Perovskit, lateks ve diğer birçok nano-malzeme.

Ultrasonik Isl-Kimyasal Sentez

Gümüş nano parçacıklar için, birkaç ultrasonik destekli sentez yolları bilinmektedir. Aşağıda, bir ultrasonik sentez yolu azaltma ve ligand kapama ajanları olarak bal kullanarak, sunulmaktadır. Glikoz ve fruktoz gibi bal bileşenleri sentez sürecinde hem kapama hem de azaltma maddesi rolünden sorumludur.
Nanopartikül sentezi için en yaygın yöntemler gibi, ultrasonik nano-gümüş sentezi ıslak kimya kategorisi altında da düşüyor. Ultrasonication bir çözüm içinde gümüş nano parçacıkların çekirdekleşme teşvik eder. Ultrasonik terfi çekirdekleşme oluşur bir gümüş öncüsü (gümüş iyon kompleksi), örneğin gümüş nitrat (AgNO₃) veya gümüş perklorat (AgClO₄), bal gibi bir azaltıcı madde varlığında kolloidal gümüşe indirgenir. Çözeltideki gümüş iyonlarının konsantrasyonunun yeterince artması koşuluyla, çözünmüş metalik gümüş iyonları birbirine bağlanır ve kararlı bir yüzey oluşturur. Gümüş iyonları kümesi hala küçük olduğunda, negatif enerji dengesi nedeniyle enerjik olarak elverişsiz bir durumdur. Negatif enerji dengesi, çözünmüş gümüş parçacıklarının konsantrasyonunun azaltılmasıyla elde edilen enerjinin yeni bir yüzey oluşturarak harcanan enerjiden daha düşük olması nedeniyle oluşur.
Küme kritik yarıçapa ulaştığında, ki bu da enerjiaçısından elverişli hale geldiğinde, büyümeye devam edecek kadar kararlıdır. Büyüme aşamasında, daha fazla gümüş atomu çözelti boyunca yayılır ve yüzeye bağlanır. Çözünmüş atomik gümüşkonsantrasyonu belli bir noktaya düştüğünde, çekirdekleşme eşiğine ulaşılır, böylece atomlar kararlı bir çekirdek oluşturmak için birbirine daha uzun süre bağlanamaz. Bu çekirdekleşme eşiğinde, yeni nano taneciklerin büyümesi durur ve kalan çözünmüş gümüş çözeltide büyüyen nano taneciklere difüzyon tarafından emilir.
Sonication kütle transferi teşvik, yani kümelerin ıslatma, daha hızlı bir çekirdekleşme ile sonuçlanır. Tam olarak kontrol edilen sonication ile nano-parçacık yapılarının büyüme hızı, boyutu ve şekli belirlenebilir.
Ultrasonik carrageenan kullanarak nano-gümüş sentezlemek için başka bir yeşil yöntem hakkında daha fazla bilgi için buraya tıklayın!

Nanopartikül sentezinin konvansiyonel yöntemleri ve yeşil sentez yöntemlerinin karşılaştırılması.

Ultrasonik Nano-Gümüş Sentezi Örnek Çalışması

Malzeme: gümüş nitrat (AgNO₃) gümüş öncüsü olarak; bal kapama / azaltıcı ajan olarak; Su
Ultrasonik cihaz: UP400St

Ultrasonik Sentez Protokolü

Kolloidal gümüş nano tanecikleri sentezlemek için en iyi koşullar aşağıdaki olduğu bulunmuştur: Ultrasonication altında doğal bal aracılı gümüş nitrat azaltılması. Kısaca, 20 ml gümüş nitrat çözeltisi (0,3 M) bal ( wt) içeren 30 dk. Ultrasonication bir sonda tipi ultrasonicator ile yapılmıştır ortam koşulları altında yüksek yoğunluklu ultrason ışınlama maruz kaldı UP400S (400W, 24 kHz) doğrudan reaksiyon çözeltisine daldırılır.

Optimum koşullarda sentezlenen Ag-NP'lerin partikül boyutu dağılımı; gümüş konsantrasyonları (0.3 M), bal konsantrasyonları (20 wt%), ve ultrasonik ışınlama süresi (30 dk)
resim kaynağı: Oskuee ve ark. 2016

Gıda sınıfı bal, sulu çekirdekleşme çözeltisini ve çökelmiş nano partikülleri manifold uygulamaları için temiz ve güvenli hale getiren kapama / stabilizasyon ve azaltıcı ajan olarak kullanılır.
Ultrasonication süresi arttıkça, gümüş nano tanecikleri daha küçük hale gelir ve konsantrasyonu artar.
Sulu bal çözümünde, ultrasonication gümüş nano parçacıkların oluşumunu etkileyen önemli bir faktördür. Genlik, zaman ve sürekli vs zonklayan ultrason gibi sonication parametreleri gümüş nano parçacıkların boyutu ve miktarını kontrol etmek için izin önemli faktörlerdir.

Gümüş Nano tanecikleri Ultrasonik Sentez sonucu

Ultrasonik terfi, bal aracılı sentezi ile UP400St yaklaşık 11.8nm ortalama parçacık boyutu ile küresel gümüş nano parçacıklar (Ag-NPs) sonuçlandı. Gümüş nano-parçacıkların ultrasonik sentezi basit ve hızlı bir tek-pot yöntemidir. Su ve balın malzeme olarak kullanılması, reaksiyonu uygun maliyetli ve son derece çevre dostu hale getirir.
Azaltma ve kapama ajan olarak bal kullanarak ultrasonik sentez sunulan tekniği diğer asil metaller, altın gibi uzatılabilir, paladyum, ve bakır, hangi sanayi tıptan çeşitli ek uygulama sunuyor.

TEM görüntüsü (A) ve partikül boyutu dağılımı (B) ve Ag-NP'ler optimum koşullarda sentezlenir.

Sonication tarafından Nükleasyon ve Parçacık Boyutu Etkileyen

Ultrason, gereksinimlere uygun gümüş nano parçacıklar gibi nano parçacıkların üretimine olanak sağlar. Sonication üç genel seçenekleri çıkış üzerinde önemli etkileri vardır:
İlk Sonication: Ultrason dalgalarının aşırı doymuş bir çözeltiye kısa uygulaması çekirdeklerin tohumlama ve oluşumunu başlatabilir. Sonication sadece ilk aşamada uygulandığı gibi, sonraki kristal büyüme daha büyük kristaller sonuçlanan engelsiz ilerler.
Sürekli Sonication: Aşındırılmamış ultrasonication birçok küçük kristallerin büyümesi ile sonuçlanan çekirdekleri bir sürü oluşturur beri aşırı doymuş çözeltinin sürekli ışınlama küçük kristaller sonuçları.
Pulsed sonication: Darbeli ultrason belirlenen aralıklarla ultrason uygulaması anlamına gelir. Ultrasonik enerji tam kontrollü giriş sırayla özel bir kristal boyutu elde etmek için kristal büyümesini etkilemek için izin verir.

Sentez için Yüksek Performanslı Ultrasonicators

Hielscher Ultrasonik sono-sentez ve sono-kataliz de dahil olmak üzere sonokimyasal uygulamalar için güçlü ve güvenilir ultrasonik işlemciler sağlar. Ultrasonik karıştırma ve dağıtma kütle transferini artırır ve nano-parçacıklar çökelti için atom kümelerinin ıslatma ve sonraki çekirdekleşme teşvik eder. Nano parçacıkların ultrasonik sentezi basit, uygun maliyetli, biyouyumlu, tekrarlanabilir, hızlı ve güvenli bir yöntemdir.
Hielscher Ultrasonik çekirdekleşme ve nano-malzemelerin yağış için güçlü ve hassas kontrol edilebilir ultrasonik işlemciler sağlar. Tüm dijital cihazlar akıllı yazılım, renkli dokunmatik ekran, yerleşik bir SD kart üzerinde otomatik veri kaydı ile donatılmıştır ve kullanıcı dostu ve güvenli çalışma için sezgisel bir menü özelliği.
16.000 watt güçlü endüstriyel ultrasonik sistemlere kadar laboratuvar için 50 watt el ultrasonicators tam güç aralığı kapsayan, Hielscher uygulamanız için ideal ultrasonik kurulum vardır. Hielscher ultrasonik ekipman sağlamlığı ağır ve zorlu ortamlarda 7/24 çalışma için izin verir.
Aşağıdaki tablo size bizim ultrasonicators yaklaşık işleme kapasitesinin bir göstergesidir: