+86-757-8128-5193

Kiállítás

Haza > Kiállítás > Tartalom

ezüst nanorészecskék

Ezüst nanorészecskék nanorészecskék a ezüst közötti 1 nm és 100 nm-esek. [1] Bár gyakran le, hogy a "ezüst" néhány állnak egy nagy százaléka ezüst-oxid köszönhetően nagy aránya föld-ömlesztett ezüstöt tartalmaz. Számos formájú nanorészecskék lehet kialakítani az alkalmazástól függően a kezét. Általánosan használt gömb alakú ezüst nanorészecskék de gyémánt, nyolcszögű, vékony lemezek is népszerűek. [1]

A rendkívül nagy felület lehetővé teszi a koordinációt a nagyszámú ligandumok . A tulajdonságai ezüst nanorészecskék alkalmazandó emberi kezelések vizsgálat alatt a laboratóriumi és állatkísérletek, felmérve potenciális hatékonyságának, toxicitásának, valamint a költségek.

Szintetikus módszerek

Nedves kémia [ szerkesztés ]

A leggyakoribb módszer nanorészecskék szintézise csoportjába tartoznak a nedves kémiai vagy nukleációja részecskéket a megoldás. Ez a gócképződés történik, ha egy ezüst-ion komplex, általában AgNO 3 vagy AgClO 4, csökken kolloid ezüst jelenlétében egy redukálószerrel . Amikor a koncentráció növekszik elég, oldott fémes ezüstionok kötődnek alkot egy stabil felületre. A felület energetikailag kedvezőtlen, amikor a klaszter kicsi, mert a nyert energia csökkentésével oldott részecskék nem olyan magas, mint az energia elveszett létre egy új felületet. [2] Ha a klaszter elér egy bizonyos méretet, az úgynevezett kritikus sugár válik energetikailag kedvezőbb, és így elég stabil, hogy továbbra is növekszik. Ez a mag akkor marad a rendszerben, és a nő, mint több ezüst atomok diffundálnak át az oldaton, és csatolja a felszínre [3] Amikor az oldott koncentrációja atomos ezüst csökken elég, ez már nem lehetséges elég atomok kötődnek alkot egy stabil atommag. Ennél a nukleáció küszöböt, új nanorészecskék megáll képződik, és a maradék oldott ezüst elnyelődik diffúzió a növekvő nanorészecskék az oldatban.

Amint a részecskék növekednek, más molekulák az oldatban diffúz, és csatolja a felszínre. Ez a folyamat stabilizálja a felületi energiája a részecske, és blokkolja az új ezüstionokat elérje a felületre. A melléklet Ezeknek capping / stabilizáló szereket lelassul és végül megáll a növekedés a részecske. [4] A leggyakoribb capping ligandumok trinátrium-citrátot , és a polivinil-pirrolidon (PVP), de sokan mások is használják változó körülmények között szintetizálni részecskék különösen méretű, alakú és felületi tulajdonságok. [5]

Sok különböző nedves szintézis módszerek, beleértve a redukáló cukrok, citrát csökkentése, keresztül nátrium-bór-hidrid, [6] az ezüst tükör reakció, [7] a poliol folyamat, [8] mag által közvetített növekedés, [9] és fény által közvetített növekedés. [10] A fenti módszerek mindegyikénél, vagy a módszerek kombinálása, kínál különböző mértékben felett a méreteloszlása, valamint eloszlások geometriai elrendezésének a nanorészecske. [11]

Egy új, nagyon ígéretes nedves-kémiai technikát találtak Elsupikhe et al. (2015). [12] Kifejlesztettek egy zöld ultrahanggal segített szintézist. Under ultrahang kezelés, ezüst nanorészecskék (AgNP) szintetizáljuk a κ-karragenán, mint egy természetes stabilizátor. A reakciót környezeti hőmérsékleten és gyárt ezüst nanorészecskék FCC kristályszerkezet nélkül szennyeződések. A koncentráció a κ-karragén a befolyásolására használható szemcseméret-eloszlása a AgNPs. [13]

Monoszacharid csökkentése [ szerkesztés ]

Számos módja van az ezüst nanorészecskék lehet szintetizálni; Az egyik módszer keresztül monoszacharidok . Ez magában foglalja a glükóz , fruktóz , maltóz , maltodextrin , stb, de nem szacharóz . Ez is egy egyszerű módszer, hogy csökkentsék ezüstionok vissza ezüst nanorészecskék, mivel általában magában foglalja egy egylépéses eljárás ,. [14] Voltak olyan módszerekkel, amelyek jelezték, hogy ezek a redukáló cukrok alapvető fontosságúak a kialakulását ezüst nanorészecskék. Számos tanulmány azt mutatta, hogy ez a módszer a zöld szintézis, különösen a Cacumen platycladi kivonat, lehetővé tette a csökkenés az ezüst. Továbbá, a méret a nanorészecske szabályozható legyen attól függően, hogy a koncentráció a kivonat. A vizsgálatok azt mutatják, hogy a nagyobb koncentrációk korrelációban megnövekedett számú nanorészecskék. [14] A kisebb nanorészecskéket alakultak magas pH- szintek miatt a koncentráció a monoszacharidok.

Egy másik módszer a ezüst nanorészecske szintézis magában foglalja a redukáló cukrok lúgos keményítő és ezüst-nitrát. A redukáló cukrok ingyenes aldehid és keton csoportokat, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy oxidáljuk glükonát . [15] A monoszacharid kell szabad ketoncsoport, mert ahhoz, hogy egyfajta redukálószer először megy tautomerizációt . Ezen felül, ha az aldehideket vannak kötve, akkor beszorult ciklusos formában, és nem jár, mint a redukálószer. Például, a glükóz van egy aldehid funkciós csoportot , amely képes csökkenteni az ezüstkation az ezüst atomok és ezután oxidáljuk , hogy glükonsavvá . [16] A reakciót a cukrok oxidálandó történik vizes oldatokban. A plafon szer is nem jelentkezik, ha fűtött.

A citrát csökkentése [ szerkesztés ]

Egy korai, és nagyon gyakori, előállítási módszerét ezüst nanorészecskék citrát csökkentésére. Ezt a módszert először rögzített MC Lea, akik sikeresen készített egy citrát-stabilizált ezüst kolloidot 1889 [17] A citrát csökkentése magában foglalja a csökkentés egy ezüst forrás részecske, általában AgNO 3 vagy AgClO 4, a kolloid ezüst segítségével trinátrium-citrát , Na 3 C 6H 5 O 7. [18] A szintézist általában végzik emelt hőmérsékleten (~ 100 ° C), hogy maximalizálja a monodispersity (egységesség mind mérete és alakja) a részecske. Ebben a módszerben, a citrát ion hagyományosan működik mind a redukálószer és a nyomtatóegység ligandum, [18] így a hasznos eljárás AgNP termelés miatt viszonylag könnyen és rövid reakcióidő alatt. Azonban az ezüst részecskék alakult mutathatnak széles eloszlásban és forma számos különböző részecske geometriák egyszerre. [17] A hozzáadott erősebb redukálószerek, hogy a reakció gyakran használják szintetizál részecskéi sokkal egyenletesebb méretű és alakú. [18]

Redukció nátrium-bór [ szerkesztés ]

A szintézis az ezüst nanorészecskék nátrium-bór-hidridet (NaBH4) csökkenés következik be a következő reakció: [19]

Ag + + BH 4 - + 3H 2 O → Ag 0 + B (OH) 3 + 3,5H 2

A redukált fém atomok alkotják nanorészecske magok. Összességében ez a folyamat hasonló a fenti redukciós módszer segítségével citrát. Az előnye a nátrium-bór-hidrid megnő monodispersity a végső részecske populáció. Ennek oka az a megnövekedett monodispersity használatakor NaBH4, hogy egy erősebb redukálószer, mint citrát. A hatás a redukálószer erőssége látható vizsgálatával egy béna diagram, amely leírja a nukleációs és növekedési nanorészecskék. [20]

Ha az ezüst-nitrát (AgNO 3) csökkenti a gyenge redukálószer, mint citrát, a csökkenés mértéke alacsonyabb, ami azt jelenti, hogy az új sejtmagok alakítás és régi magok nőnek egyidejűleg. Ez az oka, hogy a citrát reakció alacsony monodispersity. Mivel NaBH 4 egy sokkal erősebb redukálószer koncentrációja ezüst-nitrát csökken gyorsan ami lerövidíti az időt, amely alatt az új magok formájában, és növekszik egyidejűleg így egy monodiszperz lakossága ezüst nanorészecskék.

Kialakult részecskék redukcióval kell rendelkeznie, hogy a felületek stabilizált, hogy megakadályozzák a nemkívánatos részecske agglomeráció (ha több részecskék kötés együtt), növekedési, vagy durvul. A hajtóereje ezek a jelenségek a minimalizálása felületi energia (nanorészecskék nagy felület: térfogat arány). Ez a tendencia, hogy csökkenti a felületi energiát a rendszer lehet ellensúlyozni hozzáadásával fajok adszorbeálódik a felszínre a nanorészecskék és csökkenti a tevékenység a részecske felületi így megakadályozza részecske agglomeráció szerinti DLVO elmélet és növekedésének megelőzésére elfoglalásával kapcsolódási helyek fém atomok. Kémiai fajok adszorbeálódik a felszínre a nanorészecskék nevezzük ligandumok. Néhány ilyen felületi stabilizáló fajok: NaBH4 nagy mennyiségben, [19] poli (vinil-pirrolidon) (PVP), a [21] nátrium-dodecil-szulfát (SDS), [19] [21] és / vagy a dodekán-tiol. [22]

Amint a részecskék képződött oldatot el kell ezeket különíteni, és összegyűjtjük. Számos általános módszerek eltávolítani nanorészecskék oldatból, beleértve az oldószer elpárologtatásával fázis [22] , vagy a mellett a vegyi anyagok a megoldás, hogy csökkentse a oldhatósága a nanorészecskék az oldatban. [23] Mindkét módszer kényszeríteni a csapadék a nanorészecskék.

Poliol folyamat [ szerkesztés ]

A poliol folyamat egy különösen hasznos módszer, mert a hozamok a magas fokú ellenőrzést mind a mérete és geometriája a kapott nanorészecskék. Általában a poliol szintézis kezdődik a fűtési egy poliol vegyület, például etilén-glikol, 1,5-pentándiol, vagy 1,2-propilén-glycol7. Ag + fajok és egy dugaszoló szert adunk (bár a poliol önmaga is gyakran a fedő meghatalmazott). Az Ag + faj ezután redukáljuk a poliol kolloid nanorészecskék. [24] A poliol folyamat erősen érzékeny a reakciókörülmények, például a hőmérséklet, a kémiai környezet, valamint az anyagok koncentrációit. [25] [26] Ezért a változó ezeket a változókat, különböző méretű és geometriájú lehet kiválasztani, mint a kvázi-gömbök, gúlák, gömbök és vezetékek. [11] A további vizsgálat azt vizsgálta a mechanizmus ez a folyamat, valamint az így kapott geometriák alapján különböző reakciókörülmények között részletesebben. [8] [27]

Seed közvetített növekedés [ szerkesztés ]

Seed által közvetített növekedés egy szintetikus módszer, amely kis, stabil magok termesztik egy külön kémiai környezet, hogy a kívánt méretű és alakú. Seed közvetített módszerek állnak két különböző szakaszaiban: nukleáció és a növekedés. Változása bizonyos tényezők a szintézis (például ligandumot, gócképződés idő, redukálószer stb), [28] vezérelheti a végső mérete és alakja a nanorészecskék, így mag-közvetített növekedés egy népszerű szintetikus megközelítést szabályozására morfológiáját nanorészecskék.

A nukleációs szakaszában mag által közvetített növekedés áll csökkentésére fémionok egy prekurzor fém atomok. Annak érdekében, hogy ellenőrizzék a méret szerinti eloszlása a magokat, az időszakot nukleáció kell tenni rövid monodispersity. A béna modell illusztrálja ezt a koncepciót. [29] Magok jellemzően kis nanorészecskék, stabilizált egy ligandum . Ligandumok kis, általában szerves molekulák, amelyek kötődnek a felületi részecskék, megakadályozza a magvak a további növekedést. Ligandumok szükségesek azok növelik az energia gát a koagulációs, megakadályozva agglomeráció. Az egyensúlyt a vonzó és taszító erők kolloid oldatok is modellezhető DLVO elmélet . [30] Ligand kötési affinitás, és szelektivitást lehet használni, hogy ellenőrizzék alakja és a növekedést. Vetőmagra szintézis ligandum közepes és alacsony affinitással kell választani, hogy lehetőség nyíljon a növekedési időszakban.

A növekedés nanoseeds magában foglalja a forgalomba a magokat egy növekedési megoldást. A növekedés megoldás megköveteli, alacsony koncentrációban egy fém-prekurzor, ligandumok, amelyek könnyen csere már létező mag ligandumokkal, és a gyenge vagy nagyon alacsony koncentrációban redukálószer. A redukálószer nem lehet elég erős ahhoz, hogy csökkentse a fém prekurzor a növekedési oldat távollétében magokat. Ellenkező esetben a növekedés megoldás képezi majd az új gócképző helyen inkább nőni már létező is (mag). [31] A növekedés az eredménye a verseny közötti felületi energia (ami megnöveli a kedvezőtlen növekedési) és ömlesztett energia (ami csökkenti kedvezően növekedés). Az egyensúlyt energiaviszonyainak növekedés és az oldódás az oka egységes növekedés csak már létező magvak (és nem az új nucleation). [32] A növekedés következik be hozzáadásával fématomok a növekedés megoldás, hogy a magok, és a ligandum közötti a növekedés ligandumok (amely magasabb kötési affinitás) és a vetőmag-ligandumok. [33]

Tartomány és iránya a növekedés vezérelhető nanoseed, koncentrációja fém-prekurzor, ligandum, és a reakció körülmények (hő, nyomás, stb.) [34] Controlling sztöchiometrikus növekedés feltételeit megoldás szabályozza végső mérete részecske. Például egy alacsony koncentrációjú fém magok fém-prekurzor a növekedési oldat fog a nagyobb részecskéket. Határérték ügynök kimutatták, hogy ellenőrizzék növekedés irányába, és ezáltal alakítják. Ligandumok is különböző affinitással rendelkeznek kötelező az egész egy részecske. Differenciál kötő belül egy részecske eredményezhet különböző növekedési egész részecske. Ez termel anizotróp részecskék gömb alakú formák, beleértve prizma, kocka, és a rúd. [35] [36]

Light-közvetítette növekedés [ szerkesztés ]

Light-közvetített szintézisek is feltárt, ahol a fény elősegítheti kialakulását különböző ezüst nanorészecskék morfológiájú. [10] [37]

Ezüst tükör reakció [ szerkesztés ]

Az ezüst tükör reakció magában foglalja az átalakítás az ezüst-nitrát, hogy Ag (NH3) OH. Ag (NH3) OH ezt követően redukáljuk kolloid ezüst segítségével egy aldehidet tartalmazó molekula, mint például egy cukor. Az ezüst tükör reakció a következő:

2 (Ag (NH3) 2) + + + RCHO 2OH - → RCOOH + 2AG + 4NH 3. [38]

A mérete és alakja a nanorészecskék előállított nehéz kontrollálni, és gyakran széles eloszlások. [39] Ezt a módszert azonban gyakran használják alkalmazni vékony bevonatok ezüst részecskék felületekre és további tanulmány termelő több azonos méretű nanorészecskék tesznek. [39]

Ionimplantációs [ szerkesztés ]

Ion implantáció már létrehozásához használt ezüst nanorészecskék ágyazott üveg , poliuretán , szilikon , polietilén , és a poli (metil-metakrilát) . Szemcse beágyazott, a szubsztrát segítségével bombázás nagy gyorsító feszültség. Rögzített áram sűrűsége a ionsugaras akár egy bizonyos értéket, a méret a beágyazott ezüst nanorészecskék találtuk, hogy monodiszperz a populáción belül, [40] , amely után csak növekedett az ion koncentráció figyelhető meg. Egy további növekedése ionsugár adagot találtuk, hogy csökkentsék mind a nanorészecske mérete és sűrűsége a megcélzott szubsztrát, mivel egy ionsugár működő nagy gyorsító feszültség egy fokozatosan növekvő áramsűrűség azt találtuk, hogy eredményez fokozatos növekedése a nanorészecske méretét. Van néhány versengő mechanizmusok, amelyek eredményeként a csökkenése nanorészecske méret; megsemmisítése NP fel ütközés, porlasztás, a minta felületén részecske fúziós hevítés hatására és a disszociációs. [40]

A formáció beágyazott nanorészecskék összetett, és az összes vezérlő paraméterek és tényezők még nem vizsgálták. Számítógépes szimuláció is nehéz, mivel magában foglalja folyamatokat diffúzió és a klaszterek, de ez lehet bontani egy pár különböző al-folyamatokat, mint a beültetés, diffúzió, és a növekedést. A beültetés, ezüstionok eléri különböző mélységekben a hordozóban, amely megközelíti a Gauss eloszlás az átlagos középpontú x mélység. Magas hőmérsékleti körülmények között a kezdeti szakaszaiban implantáció növeli a szennyező diffúzió az aljzat, és ennek eredményeként korlátozzák a becsapódási ion telítettség, amely szükséges a nanorészecskék gócképződés. [41] Mind az implantátum hőmérséklet és ionsugár áramsűrűség elengedhetetlen, hogy ellenőrizzék annak érdekében, hogy egy monodiszperz nanorészecske mérete és mélysége eloszlás. Egy alacsony áramsűrűség lehet használni, hogy megakadályozza a termikus agitáció a ionsugaras és egy építmény a felületi töltés. Beültetése után a felszínen, a sugárárama lehet emelni, mivel a felület vezetőképességét növeli. [41] Az arány, amely a szennyeződéseket diffúz csepp után gyorsan megalakult a nanorészecskék, ami jár, mint egy mobil ion csapda. Ez azt sugallja, hogy az elején a beültetés folyamat kritikus ellenőrzése a távolsága és mélysége a kapott nanorészecskék, valamint az irányítást a szubsztrátum-hőmérséklet és ionsugaras sűrűsége. A jelenléte és természete ezek a részecskék lehet elemezni segítségével számos spektroszkópia és mikroszkópia eszközök. [41] A nanorészecskék szintézise a szubsztrátum mutatnak felületi plazmon rezonancia , amint azt jellemző abszorpciós sávokat; ezek a funkciók mennek keresztül spektrális eltolódások függően nanorészecske méretű és felületi érdességi, [40] azonban az optikai tulajdonságokat szintén erősen függ a szubsztrátum anyaga a kompozit.

Biológiai szintézis [ szerkesztés ]

A biológiai szintézise nanorészecskék biztosított egy eszközt javított technikák, mint a hagyományos módszerek, amelyek szükségessé teszik a káros redukálószerek, mint a nátrium-bór-hidrid . Sok ilyen módszereket lehetne javítani környezetvédelmi lábnyom helyett a viszonylag erős redukáló szerekkel. A probléma a vegyipari termelés az ezüst nanorészecskék általában magában foglalja a magas költségek és a hosszú élet a részecskék rövid életű miatt összesítés. A durvaságot standard kémiai módszerekkel váltott használatát a biológiai organizmusok csökkentésére ezüst-ionok oldatból kolloid nanorészecskék. [42] [43]

Ezen túlmenően, pontos felett alakja és mérete létfontosságú alatt nanorészecske-szintézis, mivel a NP terápiás tulajdonságait alaposan függ olyan tényezőktől. [44] Ezért a fő hangsúly a kutatás biogén szintézis módszerek kifejlesztésében, amelyek következetesen reprodukálni NP pontos tulajdonságait. [45] [46]

A gombák és baktériumok [ szerkesztés ]

Egy általános ábrázolása szintézise és alkalmazásai biogén szintetizált ezüst nanorészecskék felhasználásával növényi kivonatot.

Bakteriális és gombás szintézise nanorészecskék praktikus, mert a baktériumok és gombák könnyen kezelhetők, és nem lehet módosítani, genetikailag könnyedén. Ez egy eszköz, amelynek segítségével a biomolekulák, hogy képes előállítani AgNPs különböző formájú és méretű, magas hozammal, ami élen jár a jelenlegi kihívások nanorészecskék szintézise. Gombás törzsek, mint például a Verticillium és bakteriális törzsek, mint például a K. pneumoniae lehet használni szintéziséhez ezüst nanorészecskék. [47] , amikor a gomba / baktérium adunk megoldást, fehérje biomassza felszabadul az oldatba. [47] Az elektronátadó maradékok , például a triptofán és a tirozin csökkenti ezüstionokat oldatban hozzájárult ezüst-nitrát. [47] Ezek a módszerek azt találtuk, hogy hatékonyan létre stabil monodiszperz nanorészecskék alkalmazása nélkül káros redukálószerek.

Eljárás találtuk redukáló ezüstionok bevezetése által a gomba Fusarium oxysporum . A nanorészecskék képződött ebben a módszerben van egy mérettartomány 5 és 15 nm, és áll ezüst hydrosol . A csökkentés az ezüst nanorészecskék úgy gondolják, hogy származik egy enzimatikus folyamat, és ezüst nanorészecskék legyártott köszönhetően rendkívül stabil kölcsönhatások fehérjékkel , amelyek kiürül a gombák.

Baktérium található ezüst bányák, Pseudomonas stutzeri AG259 volt képes kialakítani ezüst részecskék alakja háromszög és hatszög. A mérete ezeknek a nanorészecskék volt egy nagy tartomány mérete és néhány közülük elérte akkora, mint a szokásos nanoméretű, amelynek mérete 200 nm-nél. Az ezüst nanorészecskék találtak a szerves mátrix a baktériumok. [48]

Tejsav termelő baktériumok már előállításához használt ezüst nanorészecskék. A baktérium Lactobacillus spp., Pediococcus pentosaceus, Enteroccus faeciumI, és Lactococcus garvieae azt találták, hogy képes csökkenteni az ezüst-ionok ezüst nanorészecskék. A termelés a nanorészecskék zajlik a sejt közötti kölcsönhatások az ezüst-ionok, és a szerves vegyületek a sejt. Azt találtuk, hogy a baktérium a Lactobacillus fermentum létre a legkisebb ezüst nanorészecskék átlagos mérete 11,2 nm volt. Azt is megállapították, hogy ez a baktérium előállított a nanorészecskék a legkisebb méret eloszlás és a nanorészecskéket találtak többnyire a külső a sejteket. Azt is megállapították, hogy nem volt a növekedés a pH nőtt az arány, amely a nanorészecskéket állítottunk elő, és a részecskék mennyisége keletkezik. [49]

Növények [ szerkesztés ]

A csökkentés az ezüst ionok ezüst nanorészecskék is sikerült elérni használatával muskátli levelek. Azt találtuk, hogy hozzáadásával muskátli levél kivonat, hogy az ezüst-nitrát oldatokat okoz azok ezüstionok hogy gyorsan csökken, és hogy a nanorészecskék előállított különösen stabil. Az ezüst nanorészecskék előállított oldat egy mérettartomány között a 16 és 40 nm-nél. [48]

Egy másik vizsgálatban a különböző növény levél extraktumokat használják, hogy csökkentsék az ezüstionokat. Azt találtuk, hogy ki Camellia sinensis (zöld tea), fenyő , datolyaszilva , gingko , magnólia , és platanus hogy a magnólia levél kivonat volt a legjobb létrehozására ezüst nanorészecskék. Ez a módszer létrehozott részecskék diszperz mérettartományban 15 és 500 nm, de azt is megállapították, hogy a részecskeméret lehet változtatásával szabályozható a reakció-hőmérséklet. A sebesség, amellyel az ionok csökkentette a magnólia levél kivonat hasonló volt azoknak vegyszerek használata csökkenti. [42] [50]

A növények alkalmazása, mikrobák és gombák a termelés ezüst nanorészecskék vezet az út több környezetbarát termelési ezüst nanorészecskék. [43]

A zöld módszer áll rendelkezésre szintetizáló ezüst nanorészecskék felhasználásával Amaranthus gangeticus Linn levél kivonat. [51]

Termékek és functionalization [ szerkesztés ]

Szintetikus protokollok ezüst nanorészecske termelés lehet módosítani, hogy készítsen ezüst nanorészecskék nem-gömb alakú geometriák és működőképessé tételéhez nanorészecskék különböző anyagok, mint például a szilícium-dioxid. Létrehozása ezüst nanorészecskék különböző formájú és felületi bevonatok lehetővé teszi a nagyobb ellenőrzést méretük jellemző tulajdonságokat.

Anizotrop szerkezetek [ szerkesztés ]

Ezüst nanorészecskék lehet szintetizálni a különböző nem-gömb alakú (anizotrop) formák. Mivel az ezüst, mint más nemesfémek, mutat méretű és alakú függő optikai hatás néven ismert lokalizált felületi plazmon rezonancia (LSPR) a nanoméretű, a képesség, hogy szintetizálni Ag nanorészecskék a különböző formák mérhetetlenül növeli a képességét, hogy beállítsa az optikai viselkedését. Például a hullámhosszon, amelyen LSPR bekövetkezik egy nanorészecske egy morfológia (például egy gömb) különböző lesz, ha az ezen a területen alakul át más alakú. Ez az alak függőség lehetővé teszi egy ezüst nanorészecske tapasztalni optikai fokozása egy sor különböző hullámhosszú, akkor is, azáltal, hogy a méret viszonylag állandó, csak a változó alakját. Az alkalmazás ilyen forma-kihasználható bővítése optikai viselkedés tartományban fejlődő érzékenyebb bioszenzorok növelése élettartam textíliák. [52] [53]

Háromszög nanoprisms [ szerkesztés ]

Háromszög alakú nanorészecskéket kanonikus típusú anizotrop morfológiáját tanulmányozták mind arany és ezüst. [54]

Bár sok különböző technikákat ezüst nanoprism szintézis létezik, több módszer alkalmaz mag által közvetített szemlélet, amely magában foglalja az első szintetizáló kis (3-5 nm átmérőjű) ezüst nanorészecskék, melyek egy sablont alakú irányított növekedés háromszög alakú nanoszerkezetek. [55]

Az ezüst magokat szintetizált keverésével ezüst-nitrát és a nátrium-citrát vizes oldatban, majd gyorsan, majd nátrium-bór-hidrid. További ezüst-nitrátot adunk a vetőmag oldatot alacsony hőmérsékleten, és a prizma által termesztett lassan csökkentve a többlet ezüst-nitrátot használva aszkorbinsav. [6]

A vetőmag-közvetített megközelítés ezüst nanoprism szintézis szelektivitása egyik formája a másikkal is részben szabályozható a plafon ligandum. Lényegében ugyanezt az eljárást fent, de változó citrát poli (vinil-pirrolidon) (PVP) eredményez kocka, és rúd alakú nanostruktúrák helyett háromszög nanoprisms. [56]

Amellett, hogy a mag által közvetített technika, ezüst nanoprisms is szintetizálhatok egy fotó-közvetített megközelítés, amelyben előzetesen fennálló gömb alakú ezüst nanorészecskék átalakítják háromszög nanoprisms egyszerűen kiteszik a reakcióelegyet nagy intenzitású fény. [57]

Nanocubes [ szerkesztés ]

Ezüst nanocubes alkalmazásával lehet szintetizálni etilénglikol redukálószerként és a PVP, mint egy korlátozó szer, egy poliol szintézis reakció (lásd fentebb). Egy tipikus szintézisét a fenti reagenseket magában hozzá friss ezüst-nitrátot és a PVP oldott etilén-glikol elegyét 140 ° C-on. [58]

Ez az eljárás is lehet módosítani, hogy készítsen egy anizotrop ezüst nanostruktúrát, nanoszálak, ha csak így az ezüst-nitrát oldat kor használat előtt a szintézis. Azáltal, hogy az ezüst-nitrát-oldat az életkor, a kezdeti nanostruktúra során képződött szintézis kicsit más, mint hogy a kapott friss ezüst-nitrát, amely befolyásolja a növekedési folyamat, és ezért a morfológiája a végtermékben. [58]

Bevonás szilícium [ szerkesztés ]

Általános eljárás bevonat kolloid részecskék szilícium-dioxid. Először PVP abszorbeáljuk a kolloid felületre. Ezek a részecskék kerülnek ammóniaoldatot etanolos. a részecske majd elkezd nőni hozzáadásával Si (OET4).

Ebben a módszerben, a polivinil-pirrolidon (PVP) feloldunk vízben ultrahangos kezeléssel és összekeverjük ezüst kolloid részecskéket. [1] Az aktív keverés biztosítja a PVP adszorbeálva a nanorészecskék felszínén. [1] A centrifugálás elválasztja a PVP burkolt nanorészecskék amelyeket ezután átvisszük egy oldatot etanol kell centrifugáljuk további és elhelyezni oldatot ammónia , etanol és Si (OEt 4) (TES). [1] A keverés tizenkét órán eredményeket a szilícium-dioxid héj van kialakítva, amely egy környező réteg szilícium-oxid egy éter kötést elérhető hozzá funkciót. [1] mennyiségének változtatása TES lehetővé teszi a különböző vastagságú héjak képződik. [1] Ez a technika miatt kedvelt a képességét, hogy hozzá a különböző funkciókat a kitett szilícium-dioxid felületén.

A [ szerkesztés ]

Katalízis [ szerkesztés ]

Használata ezüst nanorészecskék katalízis már egyre figyelmet az elmúlt években. Bár a leggyakoribb alkalmazás gyógyászati vagy antibakteriális célra, ezüst nanorészecskék kimutatták, hogy azt mutatják, katalitikus redox tulajdonságait festékek, a benzol, a szén-monoxid, és valószínűleg egyéb vegyületek.

Megjegyzés: Ez a bekezdés egy általános leírást nanorészecske tulajdonságainak katalízis; ez nem csupán a ezüst nanorészecskék. Akkora, mint egy nanorészecske nagyban meghatározza az ingatlan, ha annak következtében a különböző kvantum hatások. Ezen túlmenően, a kémiai környezet, a nanorészecske nagy szerepet játszik a katalitikus tulajdonságokat. Ezt szem előtt tartva, fontos megjegyezni, hogy a heterogén katalízis révén megy végbe adszorpciója a reaktáns fajok a katalitikus szubsztrátum. Amikor a polimerek , komplex ligandumok , vagy felületaktív anyagokat használunk, hogy megakadályozzák összeolvadást a nanorészecskék, a katalitikus képessége gyakran akadályozzák miatt csökkent adszorpciós képességét. [59] Azonban ezek a vegyületek is használható oly módon, hogy a kémiai környezet fokozza a katalitikus képességét.

Szilícium-dioxid gömbök - csökkentése színezékek [ szerkesztés ]

Ezüst nanorészecskék szintézisét az a támogatási inert szilícium szférában. [59] A támogatás játszik gyakorlatilag nincs szerepe a katalitikus képessége és ez szolgál a módszer megakadályozza koaleszcencia az ezüst nanorészecskék kolloid oldatot . Így, az ezüst nanorészecskéket stabilizálódott, és lehetséges volt, hogy bizonyítsa a képességét, hogy szolgáljon egy elektron relé csökkentésére irányuló színezékek által nátrium-bór-hidridet . [59] nélkül az ezüst nanorészecskék katalizátor, gyakorlatilag nem történik reakció között hidrid és a különféle színezékek: metilénkék , eozin és bengálvörös .

Mezopórusos aerogél - szelektív oxidációja benzol [ szerkesztés ]

Ezüst nanorészecskék támogatott aerogél előnyösek, mivel a nagyobb számú aktív helyek . [60] A legmagasabb szelektivitást oxidációja benzol , hogy fenol volt megfigyelhető alacsony tömegszázalék ezüst a aerogél mátrix (1% Ag). Ez a jobb szelektivitás úgy gondoljuk, hogy eredményeként a magasabb monodispersity belül aerogél mátrixban az 1% -os Ag mintában. Minden tömegszázalék oldat képződik, különböző méretű részecskék különböző szélességű mérettartományban. [60]

Ezüst ötvözet - szinergikus oxidációja szén-monoxid [ szerkesztés ]

Au-Ag ötvözet nanorészecskék kimutatták, hogy szinergetikus hatást az oxidációját szén-monoxid (CO). [61] A saját, minden tiszta fém nanorészecske mutat nagyon gyenge katalitikus aktivitása a CO oxidáció ; együtt, a katalitikus tulajdonságok nagyban növeli. Azt javasoljuk, hogy az arany működik, mint egy erős kötési ügynök az oxigénatom és az ezüst szolgál erős oxidáló katalizátor, bár a pontos mechanizmus még nem teljesen ismert. Amikor szintetizált egy Au / Ag arány 3: 1 és 10: 1, a ötvözött nanorészecskék teljes átalakulást mutatott Mikor 1% CO-tápláltunk levegőn, környezeti hőmérsékleten. [61] Interestingly, the size of the alloyed particles did not play a big role in the catalytic ability. It is well known that gold nanoparticles only show catalytic properties for CO when they are ~3 nm in size, but alloyed particles up to 30 nm demonstrated excellent catalytic activity – catalytic activity better than that of gold nanoparticles on active support such as TiO 2 , Fe 2 O 3 , etc. [61]

Light-enhanced [ edit ]

Plasmonic effects have been studied quite extensively. Until recently, there have not been studies investigating the oxidative catalytic enhancement of a nanostructure via excitation of its surface plasmon resonance . The defining feature for enhancing the oxidative catalytic ability has been identified as the ability to convert a beam of light into the form of energetic electrons that can be transferred to adsorbed molecules. [62] The implication of such a feature is that photochemical reactions can be driven by low-intensity continuous light can be coupled with thermal energy .

The coupling of low-intensity continuous light and thermal energy has been performed with silver nanocubes. The important feature of silver nanostructures that are enabling for photocatalysis is their nature to create resonant surface plasmons from light in the visible range. [62]

The addition of light enhancement enabled the particles to perform to the same degree as particles that were heated up to 40 K greater. [62] This is a profound finding when noting that a reduction in temperature of 25 K can increase the catalyst lifetime by nearly tenfold, when comparing the photothermal and thermal process. [62]

Biological research [ edit ]

Researchers have explored the use of silver nanoparticles as carriers for delivering various payloads such as small drug molecules or large biomolecules to specific targets. Once the AgNP has had sufficient time to reach its target, release of the payload could potentially be triggered by an internal or external stimulus. The targeting and accumulation of nanoparticles may provide high payload concentrations at specific target sites and could minimize side effects. [63]

Chemotherapy [ edit ]

The introduction of nanotechnology into medicine is expected to advance diagnostic cancer imaging and the standards for therapeutic drug design. [64] Nanotechnology may uncover insight about the structure, function and organizational level of the biosystem at the nanoscale. [65]

Silver nanoparticles can undergo coating techniques that offer a uniform functionalized surface to which substrates can be added. When the nanoparticle is coated, for example, in silica the surface exists as silicic acid. Substrates can thus be added through stable ether and ester linkages that are not degraded immediately by natural metabolic enzymes . [66] [67] Recent chemotherapeutic applications have designed anti cancer drugs with a photo cleavable linker, [68] such as an ortho-nitrobenzyl bridge, attaching it to the substrate on the nanoparticle surface. [66] The low toxicity nanoparticle complex can remain viable under metabolic attack for the time necessary to be distributed throughout the bodies systems. [66] [69] If a cancerous tumor is being targeted for treatment, ultraviolet light can be introduced over the tumor region. [66] The electromagnetic energy of the light causes the photo responsive linker to break between the drug and the nanoparticle substrate. [66] The drug is now cleaved and released in an unaltered active form to act on the cancerous tumor cells. [66] Advantages anticipated for this method is that the drug is transported without highly toxic compounds, the drug is released without harmful radiation or relying on a specific chemical reaction to occur and the drug can be selectively released at a target tissue. [66] [67] [69]

A second approach is to attach a chemotherapeutic drug directly to the functionalized surface of the silver nanoparticle combined with a nucelophilic species to undergo a displacement reaction. For example, once the nanoparticle drug complex enters or is in the vicinity of the target tissue or cells, a glutathione monoester can be administered to the site. [70] [71] The nucleophilic ester oxygen will attach to the functionalized surface of the nanoparticle through a new ester linkage while the drug is released to its surroundings. [70] [71] The drug is now active and can exert its biological function on the cells immediate to its surroundings limiting non-desirable interactions with other tissues. [70] [71]

Multiple drug resistance [ edit ]

A major cause for the ineffectiveness of current chemotherapy treatments is multiple drug resistance which can arise from several mechanisms. [72]

Nanoparticles can provide a means to overcome MDR. In general, when using a targeting agent to deliver nanocarriers to cancer cells, it is imperative that the agent binds with high selectivity to molecules that are uniquely expressed on the cell surface. Hence NPs can be designed with proteins that specifically detect drug resistant cells with overexpressed transporter proteins on their surface. [73] A pitfall of the commonly used nano-drug delivery systems is that free drugs that are released from the nanocarriers into the cytosol get exposed to the MDR transporters once again, and are exported. To solve this, 8 nm nano crystalline silver particles were modified by the addition of trans-activating transcriptional activator (TAT), derived from the HIV-1 virus, which acts as a cell penetrating peptide (CPP). [74] Generally, AgNP effectiveness is limited due to the lack of efficient cellular uptake; however, CPP-modification has become one of the most efficient methods for improving intracellular delivery of nanoparticles. Once ingested, the export of the AgNP is prevented based on a size exclusion. The concept is simple: the nanoparticles are too large to be effluxed by the MDR transporters, because the efflux function is strictly subjected to the size of its substrates, which is generally limited to a range of 300-2000 Da. Thereby the nanoparticulates remain insusceptible to the efflux, providing a means to accumulate in high concentrations. [ citation needed ]

Antimicrobial [ edit ]

Introduction of silver into bacterial cells induces a high degree of structural and morphological changes, which can lead to cell death. As the silver nano particles come in contact with the bacteria, they adhere to the cell wall and cell membrane. [75] Once bound, some of the silver passes through to the inside, and interacts with phosphate-containing compounds like DNA and RNA , while another portion adheres to the sulphur-containing proteins on the membrane. [75] The silver-sulphur interactions at the membrane cause the cell wall to undergo structural changes, like the formation of pits and pores. [76] Through these pores, cellular components are released into the extracellular fluid, simply due to the osmotic difference. Within the cell, the integration of silver creates a low molecular weight region where the DNA then condenses. [76] Having DNA in a condensed state inhibits the cell's replication proteins contact with the DNA. Thus the introduction of silver nanoparticles inhibits replication and is sufficient to cause the death of the cell. Further increasing their effect, when silver comes in contact with fluids, it tends to ionize which increases the nanoparticles bactericidal activity. [76] This has been correlated to the suppression of enzymes and inhibited expression of proteins that relate to the cell's ability to produce ATP. [77]

Although it varies for every type of cell proposed, as their cell membrane composition varies greatly, It has been seen that in general, silver nano particles with an average size of 10 nm or less show electronic effects that greatly increase their bactericidal activity. [78] This could also be partly due to the fact that as particle size decreases, reactivity increases due to the surface area to volume ratio increasing. [ citation needed ]

It has been noted that the introduction of silver nano particles has shown to have synergistic activity with common antibiotics already used today, such as; penicillin G , ampicillin , erythromycin , clindamycin , and vancomycin against E. coli and S. aureus. [79] In medical equipment, it has been shown that silver nano particles drastically lower the bacterial count on devices used. However, the problem arises when the procedure is over and a new one must be done. In the process of washing the instruments a large portion of the silver nano particles become less effective due to the loss of silver ions . They are more commonly used in skin grafts for burn victims as the silver nano particles embedded with the graft provide better antimicrobial activity and result in significantly less scarring of the victim. They also show promising application as water treatment method to form clean potable water. [80]

Silver nanoparticles can prevent bacteria from growing on or adhering to the surface. This can be especially useful in surgical settings where all surfaces in contact with the patient must be sterile. Interestingly, silver nanoparticles can be incorporated on many types of surfaces including metals, plastic, and glass. [81] In medical equipment, it has been shown that silver nano particles lower the bacterial count on devices used compared to old techniques. However, the problem arises when the procedure is over and a new one must be done. In the process of washing the instruments a large portion of the silver nano particles become less effective due to the loss of silver ions . They are more commonly used in skin grafts for burn victims as the silver nano particles embedded with the graft provide better antimicrobial activity and result in significantly less scarring of the victim.These new applications are direct decedents of older practices that used silver nitrate to treat conditions such as skin ulcers. Now, silver nanoparticles are used in bandages and patches to help heal certain burns and wounds. [82]

They also show promising application as water treatment method to form clean potable water. [80] This doesn't sound like much, but water contains numerous diseases and some parts of the world do not have the luxury of clean water, or any at all. It wasn't new to use silver for removing microbes, but this experiment used the carbonate in water to make microbes even more vulnerable to silver. [83] First the scientists of the experiment use the nanopaticles to remove certain pesticides from the water, ones that prove fatal to people if ingested. Several other tests have shown that the silver nanoparticles were capable of removing certain ions in water as well, like iron, lead, and arsenic. But that is not the only reason why the silver nanoparticles are so appealing, they do not require any external force (no electricity of hydrolics) for the reaction to occur. [84]

Consumer Goods [ edit ]

Household applications [ edit ]

There are instances in which silver nanoparticles and colloidal silver are used in consumer goods. Samsung and LG are two major tech companies planning to use antibacterial properties of silver nanoparticles in a multitude of appliances such as air conditioners, washing machines, and refrigerators. [85] For example, both companies claim that the use of silver nanoparticles in washing machines would help to sterilize clothes and water during the washing and rinsing functions, and allow clothes to be cleaned without the need for hot water. [85] [86] The nanoparticles in these appliances are synthesized using electrolysis . Through electrolysis, silver is extracted from metal plates and then turned into silver nanoparticles by a reduction agent. [87] This method avoids the drying, cleaning and re-dispersion processes, which are generally required with alternative colloidal synthesis methods. [87] Importantly, the electrolysis strategy also decreases the production cost of Ag nanoparticles, making these washing machines more affordable to manufacture. [88] Samsung has described the system:

[A] grapefruit-sized device alongside the [washer] tub uses electrical currents to nanoshave two silver plates the size of large chewing gum sticks. Resulting in positively charged silver atoms-silver ions (Ag+)-are injected into the tub during the wash cycle. [88]

It is important to note that Samsung's description of the Ag nanoparticle generating process seems to contradict its advertisement of silver nanoparticles. Instead, the statement indicates that laundry cycles. [87] [88] When clothes are run through the cycle, the intended mode of action is that bacteria contained in the water are sterilized as they interact with the silver present in the washing tub. [86] [88] As a result, these washing machines can provide antibacterial and sterilization benefits on top of conventional washing methods. Samsung has commented on the lifetime of these silver-containing washing machines. The electrolysis of silver generates over 400 billion silver ions during each wash cycle. Given the size of the silver source (two “gum-sized” plate of Ag), Samsung estimates that these plates can last up to 3000 wash cycles. [88]

These plans by Samsung and LG are not overlooked by regulatory agencies. Agencies investigating LG's nanoparticle use include but are not limited to: the US FDA , US EPA , SIAA of Japan, and Korea's Testing and Research Institute for Chemical Industry and FITI Testing & Research Institute. [86] These various agencies plan to regulate silver nanoparticles in appliances. [86] These washing machines are some of the first cases in which the EPA has sought to regulate nanoparticles in consumer goods. LG and Samsung state that the silver gets washed away in the sewer and regulatory agencies worry over what that means for wastewater treatment streams. [88] Currently, the EPA classifies silver nanoparticles as pesticides due to their use as antimicrobial agents in wastewater purification. [85] The washing machines being developed by LG and Samsung do contain a pesticide and have to be registered and tested for safety under the law, particularly the US Federal insecticide, fungicide and rodenticide act. [85] The difficulty, however behind regulating nanotechnology in this manner is that there is no distinct way to measure toxicity. Tim Harper, CEO of nanotechnology consultants Cientifica, explained, "we don't really have the science to prove anything one way or another". [85] The example of these washing machines demonstrates that while nanotechnology using silver nanoparticles in commercial appliances is showing promise, ways to measure toxicity and health hazards to humans, bacteria, or the environment will continue to be hurdle for nanoparticle technology implementation.

Safety [ edit ]

Although silver nanoparticles are widely used in a variety of commercial products, there has only recently been a major effort to study their effects on human health. There have been several studies that describe the in vitro toxicity of silver nanoparticles to a variety of different organs, including the lung, liver, skin, brain, and reproductive organs. [89] The mechanism of the toxicity of silver nanoparticles to human cells appears to be derived from oxidative stress and inflammation that is caused by the generation of reactive oxygen species (ROS) stimulated by either the Ag NPs, Ag ions, or both. [90] [91] [92] [93] [94] For example, Park et al. showed that exposure of a mouse peritoneal macrophage cell line (RAW267.7) to silver nanoparticles decreased the cell viability in a concentration- and time-dependent manner. [93] They further showed that the intracellular reduced glutathionine (GSH), which is a ROS scavenger, decreased to 81.4% of the control group of silver nanoparticles at 1.6 ppm. [93]

Modes of toxicity [ edit ]

Since silver nanoparticles undergo dissolution releasing silver ions, [95] which is well-documented to have toxic effects, [94] [95] [96] there have been several studies that have been conducted to determine whether the toxicity of silver nanoparticles is derived from the release of silver ions or from the nanoparticle itself. Several studies suggest that the toxicity of silver nanoparticles is attributed to their release of silver ions in cells as both silver nanoparticles and silver ions have been reported to have similar cytotoxicity. [92] [93] [97] [98] For example, In some cases it is reported that silver nanoparticles facilitate the release of toxic free silver ions in cells via a "Trojan-horse type mechanism," where the particle enters cells and is then ionized within the cell. [93] However, there have been reports that suggest that a combination of silver nanoparticles and ions is responsible for the toxic effect of silver nanoparticles. Navarro et al. using cysteine ligands as a tool to measure the concentration of free silver in solution, determined that although initially silver ions were 18 times more likely to inhibit the photosynthesis of an algae, Chlamydomanas reinhardtii, but after 2 hours of incubation it was revealed that the algae containing silver nanoparticles were more toxic than just silver ions alone. [99] Furthermore, there are studies that suggest that silver nanoparticles induce toxicity independent of free silver ions. [94] [100] [101] For example, Asharani et al. compared phenotypic defects observed in zebrafish treated with silver nanoparticles and silver ions and determined that the phenotypic defects observed with silver nanoparticle treatment was not observed with silver ion-treated embryos, suggesting that the toxicity of silver nanoparticles are independent of silver ions. [101]

Protein channels and nuclear membrane pores can often be in the size range of 9 nm to 10 nm in diameter. [94] Small silver nanoparticles constructed of this size have the ability to not only pass through the membrane to interact with internal structures but also to be become lodged within the membrane. [94] Silver nanoparticle depositions in the membrane can impact regulation of solutes, exchange of proteins and cell recognition. [94] Exposure to silver nanoparticles has been associated with "inflammatory, oxidative, genotoxic, and cytotoxic consequences"; the silver particulates primarily accumulate in the liver. [102] but have also been shown to be toxic in other organs including the brain. [103] Nano-silver applied to tissue-cultured human cells leads to the formation of free radicals, raising concerns of potential health risks. [104]

  • Allergic reaction: There have been several studies conducted that show a precedence for allerginicity of silver nanoparticles. [105] [106]

  • Argyria and staining: Ingested silver or silver compounds, including colloidal silver , can cause a condition called argyria , a discoloration of the skin and organs.In 2006, there was a case study of a 17-year-old man, who sustained burns to 30% of his body, and experienced a temporary bluish-grey hue after several days of treatment with Acticoat, a brand of wound dressing containing silver nanoparticles. [107] Argyria is the deposition of silver in deep tissues, a condition that cannot happen on a temporary basis, raising the question of whether the cause of the man's discoloration was argyria or even a result of the silver treatment. [108] Silver dressings are known to cause a “transient discoloration” that dissipates in 2–14 days, but not a permanent discoloration. [ citation needed ]

  • Silzone heart valve: St. Jude Medical released a mechanical heart valve with a silver coated sewing cuff (coated using ion beam-assisted deposition) in 1997. [109] The valve was designed to reduce the instances of endocarditis . The valve was approved for sale in Canada, Europe, the United States, and most other markets around the world. In a post-commercialization study, researchers showed that the valve prevented tissue ingrowth, created paravalvular leakage, valve loosening, and in the worst cases explantation. After 3 years on the market and 36,000 implants, St. Jude discontinued and voluntarily recalled the valve.


Haza | rólunk | Termékek | Hírek | Kiállítás | Lépjen kapcsolatba velünk | Visszajelzés | Mozgatható telefon | XML | Fő oldal

TEL: +86-757-8128-5193  E-mail: chinananomaterials@aliyun.com

Guangdong Nanhai ETEB Technology Co., Ltd.