Hızlı Arama
Nano-gümüş, 1 nm ile 100 nm arasında büyüklükteki gümüş nanopartikülleridir.
Nano-gümüş, nanodot veya nanotoz, HIV ve diğer virüslerin bulaşmasını engelleme gibi özellikleri ve kullanımları olan küresel veya nanopul şeklinde yüksek yüzey alanlı metal parçacıklardır.
Nano-gümüş ayrıca Ultra yüksek saflıkta ve yüksek saflıkta, kaplamalı, oleik yağ kaplamalı, dispers ve polimer dispersiyonlu formlarda da mevcuttur.
CAS Numarası: 7440-22-4
EC Numarası: 231-131-3
Moleküler Formül: Ag
Moleküler Ağırlık: 107.87
Eş anlamlılar: AgNPs, Ag NPs, Gümüş nano tozu, Gümüş nano kristalleri, Gümüş nano parçacıkları, Gümüş nano tozu, nano gümüş, nano gümüş, 576832, 484059, J67099, J67111, J67207, J67252, 7440-22-4, 7761-88-8, Gümüş, Gümüş Macunu DGP80 TESM8020, Gümüş atom spektroskopisi standart konsantresi 1,00 g Ag, Kolloidal gümüş mürekkebi, Gümüş nano telleri, Gümüş nitrat konsantresi, Gümüş nitrat çözeltisi, Gümüş standart çözeltisi, Gümüş, dispersiyon, Silverjet DGH-55HTG, Silverjet DGH-55LT-25C, Silverjet DGP-40LT-15C, Silverjet DGP-40TE-20C, SunTronic® Gümüş
Genellikle 'gümüş' olarak tanımlansa da bazıları, yüzeydeki gümüş atomlarının kütledekine oranının yüksek olması nedeniyle büyük oranda gümüş oksitten oluşur.
Uygulamaya bağlı olarak çok sayıda nanopartikül şekli oluşturulabilir.
Nano-gümüş genellikle küreseldir, ancak elmas, sekizgen ve ince levhalar şeklinde olanlar da yaygındır.
Son derece büyük yüzey alanları çok sayıda ligandın koordinasyonuna olanak tanır.
Nano-gümüşün insan tedavilerine uygulanabilir özellikleri, potansiyel etkinlik, biyogüvenlik ve biyodağılımın değerlendirildiği laboratuvar ve hayvan çalışmaları kapsamında araştırılmaktadır.
Nano-gümüş, 1 nm ile 100 nm arasında büyüklükteki gümüş nanopartikülleridir.
Nano-gümüş, 10-200 nm boyut aralığında, özgül yüzey alanı (SSA) 30-60 m2/g aralığında olduğu gibi, ortalama parçacık boyutu 2-10 mikron aralığında, özgül yüzey alanı yaklaşık 40-80 m2/g olan pullar halinde de mevcuttur.
Nano-gümüş ayrıca Ultra yüksek saflıkta ve yüksek saflıkta, kaplamalı, oleik yağ kaplamalı, dispers ve polimer dispersiyonlu formlarda da mevcuttur.
Nanofluidler genel olarak yüzey aktif madde veya yüzey yükü teknolojisi kullanılarak çözelti içerisinde askıda kalan nanopartiküller olarak tanımlanmaktadır.
Diğer nanoyapılar arasında nanoçubuklar, nanobıyıklar, nanoboynuzlar, nanopiramitler ve diğer nanokompozitler yer alır.
Yüzey fonksiyonelleştirilmiş nanopartiküller, parçacıkların kimyasal olarak bağlı polimerler kullanılarak yüzey arayüzünde öncelikli olarak adsorbe edilmesine olanak tanır.
Nano-gümüş, nanodot veya nanotoz, HIV ve diğer virüslerin bulaşmasını engelleme gibi özellikleri ve kullanımları olan küresel veya nanopul şeklinde yüksek yüzey alanlı metal parçacıklardır.
Nano-gümüş, 1 nm ile 100 nm arasında büyüklükteki gümüş nanopartikülleridir.
Nano-Gümüş Uygulamaları:
Nano-gümüş, antimikrobiyal özellikleri, yüksek elektriksel iletkenliği ve optik özellikleri nedeniyle en çok kullanılan nanomalzemelerden biridir.
Tıbbi Uygulamalar:
Nano-gümüş, yara örtülerinde yaygın olarak kullanılır ve tıbbi uygulamalarda ve tüketim mallarında antiseptik ve dezenfektan olarak kullanılır.
Nano-gümüş, birim kütle başına yüksek yüzey alanına sahiptir ve çevresine sürekli seviyede gümüş iyonları yayar.
Gümüş iyonları biyoaktiftir ve çok çeşitli bakterilere karşı geniş spektrumlu antimikrobiyal özelliklere sahiptir.
Nano-gümüşün boyutu, şekli, yüzeyi ve aglomerasyon durumu kontrol edilerek, belirli bir uygulama için özel gümüş iyon salınım profilleri geliştirilebilir.
Ev Uygulamaları:
Nano gümüş ve kolloidal gümüşün tüketim mallarında kullanıldığı örnekler de mevcuttur.
Örneğin Samsung, çamaşır makinelerinde nano gümüş kullanımının, yıkama ve durulama fonksiyonları sırasında çamaşırların ve suyun sterilizasyonuna yardımcı olacağını ve sıcak suya ihtiyaç duyulmadan çamaşırların temizlenmesine olanak sağlayacağını iddia etti.
Bu cihazlarda kullanılan nano-gümüş, elektroliz yoluyla sentezlenmektedir.
Elektroliz yoluyla metal plakalardan gümüş çıkarılır ve daha sonra indirgeyici bir madde ile nano-gümüşe dönüştürülür.
Bu yöntem, alternatif kolloidal sentez yöntemlerinde genellikle gerekli olan kurutma, temizleme ve yeniden dağıtma işlemlerinden kaçınılmasını sağlar.
Önemlisi, elektroliz stratejisi aynı zamanda nano-gümüş üretim maliyetini de düşürüyor ve bu çamaşır makinelerinin üretimini daha uygun hale getiriyor.
Nano-Gümüş'ün Kullanım Alanları:
Nano-gümüş, güçlü antimikrobiyal aktivitesi nedeniyle kozmetik, tekstil ve sağlık ürünleri de dahil olmak üzere çeşitli tüketici ürünlerinde kullanılmaktadır.
Nano-gümüş tıp, fizik, malzeme bilimi ve kimya gibi alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Nano-gümüş, biyomedikal alanda geniş uygulama yelpazesi nedeniyle giderek daha fazla ilgi görmektedir.
Genellikle 100 nm'den daha küçük ve 20-15.000 gümüş atomu içeren nano-gümüş, ana malzemelerine kıyasla farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik özelliklere sahiptir.
Nano-gümüşün optik, termal ve katalitik özellikleri büyük ölçüde boyut ve şeklinden etkilenir.
Ayrıca, geniş spektrumlu antimikrobiyal yetenekleri nedeniyle nano-gümüş, tüketim ve tıbbi ürünlerde, örneğin tekstil, gıda saklama torbaları, buzdolabı yüzeyleri ve kişisel bakım ürünlerinde en yaygın kullanılan sterilizasyon nanomalzemeleri haline gelmiştir.
Kataliz kullanımları:
Son yıllarda nano-gümüşün kataliz amaçlı kullanımı giderek daha fazla ilgi görmektedir.
En yaygın uygulamalar tıbbi veya antibakteriyel amaçlar için olsa da nano-gümüşün boyalar, benzen ve karbon monoksit için katalitik redoks özellikleri gösterdiği gösterilmiştir.
Nano-gümüş, henüz denenmemiş diğer bileşiklerde kataliz amacıyla kullanılabilir, ancak bu alan henüz tam olarak keşfedilmemiştir.
Silika küreler üzerinde desteklenir – Nano-Gümüş'ün boya kullanımlarının azaltılması:
Nano-gümüş, inert silika kürelerden oluşan bir destek üzerinde sentezlendi.
Destek, katalitik yetenekte hemen hemen hiçbir rol oynamaz ve kolloidal çözeltide Nano-gümüşün birleşmesini önleme yöntemi olarak hizmet eder.
Böylece nano-gümüş stabilize edilmiş ve sodyum borhidrür ile boyaların indirgenmesinde elektron rölesi olarak görev yapma kabiliyetleri gösterilmiş oldu.
Gümüş nanopartikül katalizörü olmadan, sodyum borohidrit ile metilen mavisi, eozin ve rose bengal gibi çeşitli boyalar arasında neredeyse hiçbir reaksiyon gerçekleşmez.
Mezogözenekli aerojel – benzenin seçici oksidasyonu kullanımları:
Aerojel üzerine desteklenen nano-gümüş, aktif bölge sayısının daha fazla olması nedeniyle avantajlıdır.
Benzenin fenole oksidasyonunda en yüksek seçicilik, aerogel matrisindeki düşük ağırlık yüzdesindeki gümüşte (1% Ag) gözlendi.
Bu daha iyi seçiciliğin, %1 Ag numunesinin aerojel matrisi içindeki daha yüksek monodispersitenin bir sonucu olduğuna inanılmaktadır.
Her ağırlık yüzdesi çözeltisi, farklı genişlikte boyut aralığına sahip, farklı büyüklükte parçacıklar oluşturdu.
Gümüş alaşımı – Karbon monoksitin sinerjik oksidasyonu Nano-Gümüş kullanımları:
Au-Ag alaşım nanopartiküllerinin karbon monoksit (CO) oksidasyonu üzerinde sinerjik bir etkiye sahip olduğu gösterilmiştir.
Nano-gümüş tek başına, her bir saf metal nanopartikül CO oksidasyonu için çok zayıf katalitik aktivite gösterir; birlikte, katalitik özellikler büyük ölçüde artar.
Nano-gümüşün, altının oksijen atomu için güçlü bir bağlayıcı madde, gümüşün ise güçlü bir oksitleyici katalizör görevi gördüğü ileri sürülmektedir; ancak kesin mekanizması henüz tam olarak anlaşılamamıştır.
3:1 ile 10:1 arasında Au/Ag oranında sentezlendiğinde alaşımlı nanopartiküller, ortam sıcaklığındaki havaya %1 CO verildiğinde tam dönüşüm gösterdi.
Alaşımlı parçacıkların büyüklüğünün katalitik yetenekte büyük bir rol oynamadığı görüldü.
Nano-gümüşün altın nanopartiküllerinin sadece ~3 nm boyutunda olduklarında CO'ya karşı katalitik özellikler gösterdiği iyi bilinmektedir, ancak 30 nm'ye kadar alaşımlı partiküller mükemmel katalitik aktivite göstermiştir - TiO2, Fe2O3, vb. gibi aktif desteklerde altın nanopartiküllerinden daha iyi katalitik aktivite.
Işıkla zenginleştirilmiş kullanımlar:
Plazmonik etkiler oldukça kapsamlı bir şekilde incelenmiştir.
Yakın zamana kadar, nano-gümüş yüzey plazmon rezonansının uyarılması yoluyla bir nanoyapının oksidatif katalitik iyileştirilmesini araştıran çalışmalar yapılmamıştır.
Oksidatif katalitik yeteneği artırmada tanımlayıcı özellik, ışık huzmesini adsorbe edilen moleküllere aktarılabilen enerjik elektronlara dönüştürme yeteneği olarak tanımlanmıştır.
Böyle bir özelliğin anlamı, fotokimyasal reaksiyonların düşük yoğunluklu sürekli ışıkla termal enerjinin bir araya gelmesiyle gerçekleşebileceğidir.
Düşük yoğunluklu sürekli ışık ve termal enerjinin birleştirilmesi gümüş nanoküpler ile gerçekleştirilmiştir.
Fotokatalizde etkin olan gümüş nanoyapıların önemli bir özelliği, görünür bölgedeki ışıktan rezonanslı yüzey plazmonları oluşturabilme özelliğidir.
Işık iyileştirmesinin eklenmesi, parçacıkların 40 K'ye kadar ısıtılan parçacıklarla aynı derecede performans göstermesini sağladı.
Fototermal ve termal proses karşılaştırıldığında, 25 K'lik bir sıcaklık düşüşünün katalizör ömrünü neredeyse on kat artırabileceği göz önüne alındığında, bu önemli bir bulgudur.
Sensörlerin kullanımları:
Kolorimetrik algılama için peptit kaplı gümüş nanopartiküller çoğunlukla geçmiş yıllarda incelenmiş olup, peptit ve gümüş etkileşiminin doğası ve peptidin nano-gümüş oluşumu üzerindeki etkisine odaklanılmıştır.
Ayrıca, Nano-gümüş esaslı floresan sensörlerin verimliliği çok yüksek olabilir ve tespit sınırlarını aşabilir.
Optik probların kullanım alanları:
Nano-gümüş, yüzey destekli Raman saçılması (SERS) ve metal destekli floresans (MEF) için prob olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Diğer asil metal nanopartiküllerle karşılaştırıldığında, nano-gümüş, daha yüksek sönüm katsayıları, daha keskin sönüm bantları ve yüksek alan iyileştirmeleri gibi prob için daha fazla avantaj sergilemektedir.
Antibakteriyel ajanların kullanım alanları:
Nano-gümüş, tekstil, gıda saklama poşetleri, buzdolabı yüzeyleri ve kişisel bakım ürünleri gibi tüketim ve tıbbi ürünlerde nanomalzemenin sterilizasyonunda en yaygın kullanılan malzemedir.
Nano-gümüşün antibakteriyel etkisinin nanopartiküllerden serbest gümüş iyonlarının sürekli salınmasından kaynaklandığı kanıtlanmıştır.
Katalizör kullanımları:
Nano-gümüşün boyalar gibi biyolojik ajanların yanı sıra benzen gibi kimyasal ajanlar için de katalitik redoks özellikleri sunduğu gösterilmiştir.
Nanopartiküllerin kimyasal ortamı, katalitik özelliklerinde önemli rol oynar.
Ayrıca nano-gümüşün, katalitik substrata reaktan türlerinin adsorpsiyonu ile karmaşık bir katalitik reaksiyon meydana geldiğini bilmek önemlidir.
Polimerler, kompleks ligandlar veya yüzey aktif maddeler stabilizatör olarak veya nanopartiküllerin birleşmesini önlemek için kullanıldığında, adsorpsiyon yeteneğinin azalması nedeniyle katalitik yetenek genellikle azalır.
Nano-gümüş genellikle kimyasal reaksiyonlarda katalizör olarak titanyum dioksit ile birlikte kullanılır.
İletken Kompozitlerin kullanım alanları:
Gümüş parçacıklarının plastiklere, kompozitlere ve yapıştırıcılara dahil edilmesi malzemenin elektrik iletkenliğini artırır.
Gümüş macunları ve epoksiler elektronik sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır.
Nano-gümüş bazlı mürekkepler esnek elektroniklerin basımında kullanılır ve mürekkepteki küçük nano-gümüşün erime noktasının toplu gümüşe kıyasla yüzlerce derece düşürülmesi avantajına sahiptir.
Gümüş nanopartikül bazlı bu mürekkepler, parlatıldığında mükemmel iletkenliğe sahip oluyor.
Plazmonik Kullanımları:
Nano-gümüş, yüzey plazmonlarını desteklediği için benzersiz optik özelliklere sahiptir.
Belirli ışık dalga boylarında yüzey plazmonları rezonansa girer ve gelen ışığı güçlü bir şekilde emer veya dağıtır.
Bu etki o kadar güçlüdür ki nano-gümüş, çapı 20 nm kadar küçük olan nano-gümüşlerin bile geleneksel karanlık alan mikroskobu kullanılarak görüntülenmesine olanak sağlar.
Metal nanoyapıların ışıkla bu güçlü bağlantısı, plazmonik adı verilen yeni bir alanın temelini oluşturmaktadır.
Plazmonik nano-gümüşün uygulamaları arasında biyomedikal etiketler, sensörler ve dedektörler yer almaktadır.
Nano-gümüş aynı zamanda Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi (SERS) ve Yüzey Geliştirilmiş Floresan Spektroskopisi gibi analiz tekniklerinin de temelini oluşturmaktadır.
Fotovoltaik Kullanımları:
Plazmonik nano-gümüşün geniş saçılma ve emilim kesitlerinin güneş enerjisi uygulamaları için kullanılmasına olan ilgi artmaktadır.
Nano-gümüş, verimli optik antenler olarak görev yaptığından, nanopartiküller toplayıcılara dahil edildiğinde çok yüksek verimlilikler elde edilebilmektedir.
Nano-Gümüş'ün Özellikleri:
Optik Özellikler:
Nano-gümüş belirli bir dalga boyundaki ışığa maruz bırakıldığında, ışığın salınımlı elektromanyetik alanı, serbest elektronların kolektif tutarlı salınımına neden olur, bu da iyonik kafes açısından bir yük ayrımına neden olur ve ışığın elektrik alanı doğrultusunda bir dipol salınımı oluşturur.
Salınım genliği, yüzey plazmon rezonansı (SPR) adı verilen belirli bir frekansta maksimuma ulaşır.
Nano-gümüşün absorpsiyon ve saçılma özellikleri, parçacık yüzeyine yakın parçacık boyutu, şekli ve kırılma indisi kontrol edilerek değiştirilebilir.
Örneğin, daha küçük nanopartiküller çoğunlukla ışığı emer ve 400 nm civarında tepe noktalarına sahipken, daha büyük nanopartiküller daha fazla saçılma gösterir ve genişleyen ve daha uzun dalga boylarına doğru kayan tepe noktalarına sahiptir.
Ayrıca, nano-gümüşün optik özellikleri, parçacıklar kümeleştiğinde ve her parçacık yüzeyine yakın iletim elektronları delokalize olduğunda da değişebilmektedir.
Nano-Gümüşün Antibakteriyel Etkileri:
Nano-gümüşün antibakteriyel etkisi, diş hekimliği, cerrahi uygulamalar, yara ve yanık tedavisi ve biyomedikal cihazlar gibi çeşitli uygulamalarda bakteri büyümesini kontrol etmek için kullanılmıştır.
Nano-gümüş, gümüş iyonlarının ve gümüş bazlı bileşiklerin mikroorganizmalar için oldukça toksik olduğu iyi bilinmektedir.
Nano-gümüşün bakteri hücrelerine verilmesi, hücre ölümüne yol açabilen yüksek düzeyde yapısal ve morfolojik değişikliklere neden olabilir.
Bilim insanları, nano-gümüşün antibakteriyel etkisinin büyük oranda, gümüş iyonları için taşıyıcı görevi gören nanopartiküllerden serbest gümüş iyonlarının sürekli salınmasından kaynaklandığını ortaya koymuşlardır.
Nano-Gümüş Ürünleri ve İşlevsellikleri:
Gümüş nanopartikül üretimine yönelik sentetik protokoller, küresel olmayan geometrilere sahip nano-gümüş üretmek ve ayrıca nanopartikülleri silika gibi farklı malzemelerle fonksiyonelleştirmek için değiştirilebilir.
Farklı şekillerde ve yüzey kaplamalarında nano-gümüş oluşturmak, bunların boyuta özgü özellikleri üzerinde daha fazla kontrole olanak tanır.
Anizotropik yapılar:
Nano-gümüş çeşitli küresel olmayan (anizotropik) şekillerde sentezlenebilir.
Gümüş, diğer soy metaller gibi, nanometre ölçeğinde lokalize yüzey plazmon rezonansı (LSPR) olarak bilinen boyut ve şekle bağlı bir optik etki sergilediğinden, nano-gümüşün farklı şekillerde sentezlenebilmesi, optik davranışlarını ayarlama yeteneğini büyük ölçüde artırır.
Örneğin, bir morfolojideki (örneğin bir küre) Nano-gümüş için LSPR'nin meydana geldiği dalga boyu, o küre farklı bir şekle dönüştürüldüğünde farklı olacaktır.
Bu şekil bağımlılığı, nano-gümüş şeklini değiştirerek, boyutu nispeten sabit tutarak bile, bir gümüş nanopartikülün farklı dalga boyları aralığında optik iyileştirme deneyimlemesine olanak tanır.
Bu özellik, ışık etkileşimi yoluyla nano-gümüşün şeklinin değiştirilmesini teşvik etmek için sentezde kullanılabilir.
Şekil tabanlı bu optik davranış genişlemesinin uygulamaları, daha hassas biyosensörler geliştirmekten tekstillerin ömrünü uzatmaya kadar uzanıyor.
Üçgen nano prizmalar:
Üçgen şeklindeki Nano-gümüş, hem altın hem de gümüş için incelenen anizotropik morfolojinin kanonik bir türüdür.
Gümüş nanoprizma sentezi için pek çok farklı teknik mevcut olsa da, birkaç yöntem, önce üçgen nanoyapılara şekil yönelimli büyüme için bir şablon sunan küçük (3-5 nm çapında) nano-gümüş sentezlemeyi içeren tohum aracılı bir yaklaşım kullanır.
Gümüş tohumları, gümüş nitrat ve sodyum sitratın sulu çözeltide karıştırılması ve ardından hızla sodyum borohidrit eklenmesiyle sentezlenir.
Tohum çözeltisine düşük sıcaklıkta ilave gümüş nitrat eklenir ve prizmalar, askorbik asit kullanılarak fazla gümüş nitratın yavaş yavaş azaltılmasıyla büyütülür.
Gümüş nanoprizma sentezine tohum aracılı yaklaşımla, bir şeklin diğerine göre seçiciliği kısmen örtü ligandı tarafından kontrol edilebilir.
Esasen yukarıdaki prosedürün aynısını kullanarak ancak sitratın poli (vinil pirolidon) (PVP) ile değiştirilmesiyle üçgen nano prizmalar yerine küp ve çubuk şeklindeki nano yapılar elde edilir.
Tohum aracılı tekniğe ek olarak, gümüş nanoprizmalar, önceden var olan küresel nano-gümüşün, reaksiyon karışımını yüksek yoğunluklu ışığa maruz bırakarak üçgen nanoprizmalara dönüştürüldüğü foto-aracılı bir yaklaşım kullanılarak da sentezlenebilir.
Nanoküpler:
Gümüş nanoküpler, poliol sentez reaksiyonuyla, indirgeyici madde olarak etilen glikol ve örtücü madde olarak PVP kullanılarak sentezlenebilir.
Bu reaktifler kullanılarak yapılan tipik bir sentez, 140 °C'de ısıtılmış etilen glikol çözeltisine taze gümüş nitrat ve PVP eklenmesini içerir.
Bu prosedür, sentezde nano-gümüş kullanılmadan önce gümüş nitrat çözeltisinin yaşlanmasına izin verilerek, aslında başka bir anizotropik gümüş nanoyapı olan nanotelleri üretmek üzere değiştirilebilir.
Gümüş nitrat çözeltisinin eskimesine izin verildiğinde, sentez sırasında oluşan ilk nanoyapı, taze gümüş nitratla elde edilenden biraz farklı oluyor ve bu da büyüme sürecini ve dolayısıyla nihai ürünün morfolojisini etkiliyor.
Silika ile kaplama:
Bu yöntemde polivinilpirolidon (PVP) sonikasyon yoluyla su içerisinde çözülür ve gümüş kolloidal partiküllerle karıştırılır.
Aktif karıştırma, PVP'nin Nano-gümüş yüzeyine tutunmasını sağlar.
Santrifüjleme, PVP kaplı Nano-gümüşleri ayırır ve daha sonra santrifüj edilmek üzere etanol çözeltisine aktarılır ve amonyak, etanol ve Si(OEt4) (TES) çözeltisine yerleştirilir.
On iki saat boyunca karıştırma sonucunda, işlevsellik katmak için eter bağlantısı bulunan, etrafını saran bir silisyum oksit tabakasından oluşan silika kabuğu oluşur.
TES miktarının değiştirilmesi, oluşan kabukların farklı kalınlıklarda olmasına olanak sağlar.
Bu teknik, açığa çıkan silika yüzeyine çeşitli işlevler ekleyebilme özelliği nedeniyle popülerdir.
Nano-Gümüş Sentez Yöntemleri:
Islak kimya:
Nanopartikül sentezi için en yaygın yöntemler ıslak kimya veya bir çözelti içindeki parçacıkların çekirdeklenmesi kategorisine girer.
Bu çekirdeklenme, bir gümüş iyon kompleksi, genellikle AgNO3 veya AgClO4, bir indirgeyici ajan varlığında kolloidal Ag'ye indirgendiğinde meydana gelir. Konsantrasyon yeterince arttığında, çözünmüş metalik gümüş iyonları kararlı bir yüzey oluşturmak için birbirine bağlanır.
Küme küçük olduğunda yüzey enerjik olarak elverişsizdir, çünkü çözünmüş parçacıkların konsantrasyonunu azaltarak kazanılan enerji, yeni bir yüzey yaratmaktan kaybedilen enerji kadar yüksek değildir.
Küme kritik yarıçap olarak bilinen belirli bir boyuta ulaştığında, Nano-gümüş enerjik olarak elverişli hale gelir ve dolayısıyla büyümeye devam edebilecek kadar kararlı hale gelir.
Bu çekirdek daha sonra sistemde kalır ve çözelti içerisinden daha fazla gümüş atomu difüze olup yüzeye bağlandıkça büyür.
Çözünmüş atomik gümüş konsantrasyonu yeteri kadar azaldığında, yeterli sayıda atomun bir araya gelerek kararlı bir çekirdek oluşturması için nano-gümüş artık mümkün olmaz.
Bu çekirdeklenme eşiğinde yeni nanopartiküllerin oluşumu durur ve kalan çözünmüş gümüş, difüzyon yoluyla çözeltideki büyüyen nanopartiküllere emilir.
Parçacıklar büyüdükçe çözeltideki diğer moleküller difüze olur ve yüzeye tutunur.
Bu işlem parçacığın yüzey enerjisini dengeler ve yeni gümüş iyonlarının yüzeye ulaşmasını engeller.
Bu kapatıcı/stabilize edici maddelerin bağlanması, parçacığın büyümesini yavaşlatır ve sonunda durdurur.
En yaygın örtücü ligandlar trisodyum sitrat ve polivinilpirolidondur (PVP), ancak belirli boyut, şekil ve yüzey özelliklerine sahip parçacıkları sentezlemek için çeşitli koşullarda başka pek çok ligand da kullanılır.
İndirgeyici şekerlerin kullanımı, sitrat indirgemesi, sodyum borohidrit yoluyla indirgeme, gümüş ayna reaksiyonu, poliol işlemi, tohum aracılı büyüme ve ışık aracılı büyüme dahil olmak üzere birçok farklı ıslak sentez yöntemi vardır.
Bu yöntemlerin her biri veya yöntemlerin bir kombinasyonu, nanopartikülün boyut dağılımı ve geometrik düzenlemelerinin dağılımları üzerinde farklı derecelerde kontrol sağlayacaktır.
Elsupikhe ve arkadaşları (2015) tarafından yeni ve çok ümit verici bir ıslak kimyasal teknik bulundu.
Yeşil ultrasonik destekli bir sentez geliştirdiler.
Ultrason tedavisi altında, nano-gümüş (AgNP), doğal bir stabilizatör olarak κ-karragenan ile sentezlenir.
Reaksiyon ortam sıcaklığında gerçekleşmekte ve safsızlık içermeyen fcc kristal yapılı Nano-gümüş üretilmektedir.
κ-karragenan konsantrasyonu, AgNP'lerin parçacık boyut dağılımını etkilemek için kullanılır
Monosakkarit redüksiyonu:
Nano-gümüşün sentezlenmesinin birçok yolu vardır; bunlardan biri monosakkaritlerdir.
Bunlara glikoz, fruktoz, maltoz, maltodekstrin vb. dahildir, ancak sakaroz dahil değildir.
Nano-gümüş, gümüş iyonlarını tekrar nano-gümüşe indirgemenin basit bir yöntemidir, çünkü genellikle tek adımlı bir işlem içerir.
Bu indirgeyici şekerlerin Nano-gümüş oluşumu için gerekli olduğunu gösteren yöntemler vardır.
Çok sayıda çalışma, özellikle Cacumen platycladi özütü kullanılarak yapılan bu yeşil sentez yönteminin gümüşün indirgenmesini sağladığını ortaya koymuştur.
Ayrıca nano-gümüşün boyutu, ekstraktın konsantrasyonuna bağlı olarak kontrol edilebilmektedir.
Yapılan çalışmalar, daha yüksek konsantrasyonların nanopartikül sayısındaki artışla ilişkili olduğunu göstermektedir.
Monosakkaritlerin konsantrasyonunun yüksek olması nedeniyle yüksek pH seviyelerinde daha küçük Nano-gümüş oluştu.
Nano-gümüş sentezinin bir diğer yöntemi ise alkali nişasta ve gümüş nitrat ile indirgeyici şekerlerin kullanımını içermektedir.
İndirgeyici şekerler, glukonata oksitlenmelerini sağlayan serbest aldehit ve keton gruplarına sahiptirler.
Monosakkaritin serbest keton grubuna sahip olması gerekir çünkü nano-gümüş, indirgeyici madde olarak etki gösterebilmesi için öncelikle tautomerizasyona uğrar.
Ayrıca aldehitler bağlanırsa nano-gümüş döngüsel formda sıkışacak ve indirgeyici madde olarak işlev göremeyecektir.
Örneğin glikoz, gümüş katyonlarını gümüş atomlarına indirgeyebilen ve daha sonra glukonik aside oksitlenebilen bir aldehit fonksiyonel grubuna sahiptir.
Şekerlerin oksitlenmesi için reaksiyon sulu çözeltilerde gerçekleşir. Kaplayıcı madde ısıtıldığında da mevcut değildir.
Sitrat indirgemesi:
Nano-gümüş sentezlemenin erken ve çok yaygın bir yöntemi sitrat redüksiyonudur.
Bu yöntem ilk olarak 1889 yılında sitratla stabilize edilmiş gümüş kolloidi başarıyla üreten MC Lea tarafından kaydedildi.
Sitrat indirgemesi, genellikle AgNO3 veya AgClO4 olan bir gümüş kaynak partikülünün, trisodyum sitrat, Na3C6H5O7 kullanılarak kolloidal gümüşe indirgenmesini içerir.
Sentez, genellikle parçacığın monodispersitesini (hem boyut hem de şekil olarak homojenliğini) en üst düzeye çıkarmak için yüksek bir sıcaklıkta (~100 °C) gerçekleştirilir.
Bu yöntemde, sitrat iyonu geleneksel olarak hem indirgeyici madde hem de örtücü ligandı olarak hareket eder ve bu da nano-gümüşün nispeten kolay elde edilmesi ve kısa reaksiyon süresi nedeniyle nano-gümüşün AgNP üretimi için kullanışlı bir işlem olmasını sağlar.
Ancak oluşan gümüş parçacıkları geniş boyut dağılımları gösterebilir ve aynı anda birkaç farklı parçacık geometrisi oluşturabilir.
Reaksiyona daha güçlü indirgeyici maddelerin eklenmesi, genellikle daha düzgün boyut ve şekle sahip parçacıkların sentezlenmesinde kullanılır.
Sodyum borohidrür ile indirgeme:
Sodyum borohidrit (NaBH4) indirgenmesi ile nano-gümüşün sentezi aşağıdaki reaksiyonla gerçekleşir:
Ag+ + BH4− + 3 H2O → Ag0 +B(OH)3 +3,5 H2
İndirgenen metal atomları nanopartikül çekirdekleri oluşturacaktır.
Genel olarak bu işlem, yukarıda sitrat kullanılarak yapılan indirgeme yöntemine benzerdir.
Sodyum borohidrit kullanımının faydası, son partikül popülasyonunun monodispersitesinin artmasıdır.
NaBH4 kullanıldığında monodispersitenin artmasının nedeni nano-gümüşün sitrattan daha güçlü bir indirgeyici madde olmasıdır.
Azaltıcı ajanın gücünün etkisi, nanopartiküllerin çekirdeklenmesini ve büyümesini tanımlayan bir LaMer diyagramının incelenmesiyle görülebilir.
Nano-gümüş, sitrat gibi zayıf bir indirgeyici madde ile indirgendiğinde, indirgeme oranı daha düşük olur; bu da yeni çekirdeklerin oluşması ve eski çekirdeklerin eş zamanlı olarak büyümesi anlamına gelir.
Bu nedenle sitrat reaksiyonunun monodispersitesi düşüktür.
Nano-gümüş çok daha güçlü bir indirgeyici madde olduğundan, gümüş nitrat konsantrasyonu hızla azalır, bu da yeni çekirdeklerin oluşması ve eş zamanlı olarak büyümesi için gereken süreyi kısaltır ve böylece nano-gümüşün monodispers bir popülasyonu elde edilir.
İndirgeme yoluyla oluşan parçacıkların yüzeyleri, istenmeyen parçacık kümeleşmesini (birden fazla parçacığın birbirine bağlanması), büyümesini veya kabalaşmasını önlemek için stabilize edilmelidir.
Bu olayların itici gücü yüzey enerjisinin en aza indirilmesidir (nanopartiküllerin yüzey-hacim oranı büyüktür).
Sistemdeki yüzey enerjisini azaltma eğilimi, nanopartiküllerin yüzeyine tutunacak ve partikül yüzeyinin aktivitesini düşürecek türlerin eklenmesiyle dengelenebilir; böylece DLVO teorisine göre partikül aglomerasyonu önlenir ve metal atomları için bağlanma yerlerini işgal ederek partikül büyümesi önlenir.
Nanopartiküllerin yüzeyine tutunan kimyasal türlere ligand adı verilir.
Bu yüzey sabitleyici türlerden bazıları şunlardır: büyük miktarlarda NaBH4, poli(vinil pirolidon) (PVP), sodyum dodeasil sülfat (SDS) ve/veya dodekantiol.
Parçacıklar çözeltide oluştuktan sonra ayrılmalı ve toplanmalıdır.
Nanopartikülleri çözeltiden uzaklaştırmak için birkaç genel yöntem vardır; bunlar arasında çözücü fazın buharlaştırılması veya çözeltiye nanopartiküllerin çözünürlüğünü azaltan kimyasalların eklenmesi yer alır.
Her iki yöntem de nanopartiküllerin çökelmesini zorunlu kılıyor.
Poliol prosesi:
Poliol prosesi özellikle kullanışlı bir yöntemdir çünkü nano-gümüş, elde edilen nanopartiküllerin hem boyutu hem de geometrisi üzerinde yüksek derecede kontrol sağlar.
Genel olarak poliol sentezi etilen glikol, 1,5-pentandiol veya 1,2-propilen glikol gibi bir poliol bileşiğinin ısıtılmasıyla başlar.
Bir Ag+ türü ve bir kaplama maddesi eklenir (her ne kadar poliolün kendisi de çoğunlukla kaplama maddesi olsa da).
Ag+ türleri daha sonra poliol tarafından kolloidal nanopartiküllere indirgenir.
Poliol prosesi, sıcaklık, kimyasal ortam ve substrat konsantrasyonu gibi reaksiyon koşullarına karşı oldukça hassastır.
Dolayısıyla bu değişkenler değiştirilerek, küre, piramit, küre, tel gibi çeşitli büyüklük ve geometriler seçilebilir.
Daha ileri çalışmalar, bu sürecin mekanizmasını ve çeşitli reaksiyon koşulları altında ortaya çıkan geometrileri daha ayrıntılı olarak incelemiştir
Tohum aracılı büyüme:
Tohum aracılı büyüme, küçük ve kararlı çekirdeklerin ayrı bir kimyasal ortamda istenilen boyut ve şekilde büyütüldüğü sentetik bir yöntemdir.
Tohum aracılı yöntemler iki farklı aşamadan oluşur: çekirdeklenme ve büyüme.
Sentezdeki belirli faktörlerin değişimi (örneğin ligand, nükleasyon süresi, indirgeyici madde, vb.), Gümüşün nihai boyutunu ve şeklini kontrol edebilir.
Nanopartiküller, tohum aracılı büyümeyi nanopartiküllerin morfolojisini kontrol etmek için popüler bir sentetik yaklaşım haline getiriyor.
Tohum aracılı büyümenin çekirdeklenme aşaması, bir öncüldeki metal iyonlarının metal atomlarına indirgenmesinden oluşur.
Tohumların büyüklük dağılımını kontrol edebilmek için çekirdeklenme periyodunun monodispersiteye göre kısa tutulması gerekir.
LaMer modeli bu kavramı örneklendirmektedir.
Tohumlar genellikle bir ligandla stabilize edilmiş küçük Nano-gümüşten oluşur.
Ligandlar, tohumların daha fazla büyümesini önleyerek parçacıkların yüzeyine bağlanan küçük, genellikle organik moleküllerdir.
Ligandlar, pıhtılaşmanın enerji bariyerini artırarak kümeleşmeyi önledikleri için gereklidirler.
Kolloidal çözeltilerdeki çekici ve itici kuvvetler arasındaki denge DLVO teorisi ile modellenebilir.
Ligand bağlanma afinitesi ve seçiciliği şekil ve büyümeyi kontrol etmek için kullanılabilir.
Tohum sentezi için, büyüme evresinde değişime izin verecek şekilde orta ila düşük bağlanma afinitesine sahip bir ligand seçilmelidir.
Nano tohumların yetiştirilmesi, tohumların bir büyüme solüsyonuna yerleştirilmesini içerir.
Büyüme çözeltisi, düşük konsantrasyonda metal öncüsü, önceden var olan tohum ligandlarıyla kolayca değişecek ligandlar ve zayıf veya çok düşük konsantrasyonda indirgeyici madde gerektirir.
İndirgeyici madde, tohum bulunmadığında büyüme çözeltisindeki metal öncüsünü indirgeyecek kadar güçlü olmamalıdır.
Aksi takdirde büyüme çözeltisi, önceden var olan çekirdeklenme noktaları (tohumlar) üzerinde büyümek yerine yeni çekirdeklenme noktaları oluşturacaktır.
Büyüme, yüzey enerjisi (büyümeyle birlikte olumsuz yönde artar) ile yığın enerjisi (büyümeyle birlikte olumlu yönde azalır) arasındaki rekabetin sonucudur.
Büyüme ve çözünme enerjetiği arasındaki denge, sadece önceden var olan tohumlarda düzgün büyümenin (ve yeni çekirdeklenmenin olmamasının) nedenidir.
Büyüme, büyüme çözeltisinden tohumlara metal atomlarının eklenmesi ve büyüme ligandları (daha yüksek bağlanma afinitesine sahip olanlar) ile tohum ligandları arasında ligand değişimi ile gerçekleşir.
Büyüme aralığı ve yönü nanoseed, metal öncülünün konsantrasyonu, ligand ve reaksiyon koşulları (ısı, basınç, vb.) ile kontrol edilebilir.
Büyüme çözeltisinin stokiyometrik koşullarının kontrol edilmesi, parçacığın nihai boyutunu kontrol eder.
Örneğin, büyüme çözeltisinde metal tohumlarının metal öncüsüne oranının düşük olması daha büyük parçacıkların oluşmasına neden olacaktır.
Kapaklama maddesinin büyüme yönünü ve dolayısıyla şeklini kontrol ettiği gösterilmiştir.
Ligandlar, bir parçacık boyunca bağlanma konusunda farklı afinitelere sahip olabilir.
Bir parçacık içindeki farklı bağlanma, parçacık boyunca farklı büyümeye neden olabilir.
Bu, prizmalar, küpler ve çubuklar gibi küresel olmayan şekillere sahip anizotropik parçacıklar üretir.
Işık aracılı büyüme:
Ayrıca ışığın çeşitli Nano-gümüş morfolojilerinin oluşumunu destekleyebildiği ışık aracılı sentezler de araştırılmıştır.
Gümüş ayna reaksiyonu:
Gümüş ayna reaksiyonu, gümüş nitratın Ag(NH3)OH'a dönüşümünü içerir.
Ag(NH3)OH daha sonra şeker gibi aldehit içeren bir molekül kullanılarak kolloidal gümüşe indirgenir.
Gümüş ayna reaksiyonu şu şekildedir:
2(Ag(NH3)2)+ + RCHO + 2OH− → RCOOH + 2Ag + 4NH3
Üretilen Nano-gümüşün boyutu ve şekli kontrol edilmesi zor olup, sıklıkla geniş dağılımlara sahiptir.
Ancak bu yöntem genellikle yüzeylere ince gümüş parçacıkları kaplamak için kullanılır ve daha homojen boyutlu Nano-gümüş üretmeye yönelik daha fazla çalışma yapılmaktadır.
İyon implantasyonu:
İyon aşılama, cam, poliüretan, silikon, polietilen ve poli(metil metakrilat) içerisine gömülü Nano-gümüş oluşturmak için kullanılmıştır.
Parçacıklar, yüksek ivmeli voltajlarda bombardıman yoluyla alt tabakaya gömülür.
İyon demetinin akım yoğunluğu sabit bir değere kadar sabitlendiğinde, gömülü nano-gümüşün boyutunun popülasyon içerisinde monodispers olduğu, bundan sonra sadece iyon konsantrasyonunda bir artış gözlendiği tespit edilmiştir.
İyon demeti dozunda daha fazla artışın hedef substrattaki hem nano-gümüş boyutunu hem de yoğunluğunu azalttığı bulunmuştur; buna karşın yüksek hızlandırma voltajında ve kademeli olarak artan akım yoğunluğunda çalışan bir iyon demetinin nano-gümüş boyutunda kademeli bir artışa yol açtığı bulunmuştur.
Nano-gümüş boyutunun azalmasına neden olabilecek birkaç rekabet eden mekanizma vardır; çarpışma sonucu NP'lerin parçalanması, numune yüzeyinin püskürtülmesi, ısıtma ve ayrışma sonucu parçacık füzyonu.
Gömülü nano-gümüşün oluşumu karmaşıktır ve kontrol eden tüm parametreler ve faktörler henüz araştırılmamıştır.
Nano-gümüşün difüzyon ve kümelenme süreçlerini içermesi nedeniyle bilgisayar simülasyonu hala zordur, ancak implantasyon, difüzyon ve büyüme gibi birkaç farklı alt sürece ayrılabilir.
İmplantasyon sırasında gümüş iyonları, ortalamaları X derinliğinde merkezlenmiş bir Gauss dağılımına yaklaşan alt tabaka içinde farklı derinliklere ulaşacaktır.
İmplantasyonun ilk aşamalarında yüksek sıcaklık koşulları, substrattaki safsızlık difüzyonunu artıracak ve sonuç olarak Nano-gümüş nükleasyonu için gerekli olan çarpan iyon doygunluğunu sınırlayacaktır.
Monodispers bir Nano-gümüş boyut ve derinlik dağılımı elde etmek için hem implant sıcaklığının hem de iyon demeti akım yoğunluğunun kontrol edilmesi büyük önem taşımaktadır.
İyon demetinden kaynaklanan termal çalkantıyı ve yüzey yükünün birikmesini önlemek için düşük bir akım yoğunluğu kullanılabilir.
Yüzeye implantasyon sonrasında yüzey iletkenliği artacağından ışın akımları yükseltilebilir.
Nano-gümüşün hareketli iyon tuzağı görevi görmesiyle, kirliliklerin yayılma hızı hızla düşer.
Bu durum, implantasyon sürecinin başlangıcının, elde edilen Nano-gümüşün aralık ve derinliğinin kontrolü, ayrıca alt tabaka sıcaklığının ve iyon demeti yoğunluğunun kontrolü için kritik olduğunu göstermektedir.
Bu parçacıkların varlığı ve doğası çok sayıda spektroskopi ve mikroskopi cihazı kullanılarak analiz edilebilir.
Substrat içerisinde sentezlenen nano-gümüş, karakteristik emilim bantlarıyla kanıtlandığı üzere yüzey plazmon rezonansları sergilemektedir; bu özellikler nano-gümüş boyutuna ve yüzey pürüzlerine bağlı olarak spektral kaymalara uğrar, ancak optik özellikler aynı zamanda kompozitin substrat malzemesine de güçlü bir şekilde bağlıdır.
Biyolojik sentez:
Nano-gümüşün biyolojik sentezi, sodyum borhidrür gibi zararlı indirgeyici maddelerin kullanımını gerektiren geleneksel yöntemlere kıyasla gelişmiş teknikler için bir araç sağlamıştır.
Bu yöntemlerin birçoğu, nispeten güçlü indirgeyici maddelerin yerini alarak çevresel ayak izlerini iyileştirebilir.
Yaygın olarak kullanılan biyolojik yöntemler arasında bitki veya meyve özleri, mantarlar ve hatta böcek kanadı özütü gibi hayvansal parçalar kullanılmaktadır.
Gümüşün kimyasal üretiminde karşılaşılan problemler; nano-gümüşün genellikle yüksek maliyetli olması ve parçacıkların kümeleşme nedeniyle ömürlerinin kısa olmasıdır.
Standart kimyasal yöntemlerin sertliği, çözeltideki gümüş iyonlarını kolloidal nano-gümüşe indirgemek için biyolojik organizmaların kullanılmasına yol açmıştır.
Ayrıca, nano-gümüş sentezi sırasında şekil ve boyut üzerinde hassas kontrol hayati önem taşımaktadır, çünkü NP'lerin terapötik özellikleri bu faktörlere sıkı sıkıya bağlıdır.
Bu nedenle, biyojenik sentez alanındaki araştırmaların temel odak noktası, kesin özelliklere sahip NP'leri tutarlı bir şekilde üreten yöntemlerin geliştirilmesidir.
Mantarlar ve bakteriler:
Nano-gümüşün bakteriyel ve fungal sentezi pratiktir, çünkü bakteri ve mantarlar kolay işlenebilir ve genetik olarak kolaylıkla değiştirilebilir.
Bu, nano-gümüş sentezindeki mevcut zorlukların ön saflarında yer alan, yüksek verimde farklı şekil ve boyutlarda AgNP'leri sentezleyebilen biyomoleküllerin geliştirilmesine olanak sağlayan bir araç sağlar.
Gümüş nano-gümüş sentezinde Verticillium gibi mantar suşları ve Klebsiella pneumoniae gibi bakteri suşları kullanılabilir.
Mantar/bakteri çözeltiye eklendiğinde protein biyokütlesi çözeltiye salınır.
Triptofan ve tirozin gibi elektron verici kalıntılar, gümüş nitratın çözeltiye kattığı gümüş iyonlarını azaltır.
Bu yöntemlerin, zararlı indirgeyici maddeler kullanılmadan kararlı monodispers Nano-gümüşün etkili bir şekilde oluşturulabildiği bulunmuştur.
Fusarium oxysporum mantarının eklenmesiyle gümüş iyonlarının indirgenmesi yöntemi bulunmuştur.
Bu yöntemle oluşturulan nano-gümüş, 5 ile 15 nm arasında boyut aralığına sahip olup, gümüş hidrosolünden oluşmaktadır.
Nano-gümüşün indirgenmesinin enzimatik bir süreçle gerçekleştiği ve üretilen nano-gümüşün mantarlar tarafından salgılanan proteinlerle etkileşime girmesi nedeniyle son derece kararlı olduğu düşünülmektedir.
Gümüş madenlerinde bulunan Pseudomonas stutzeri AG259 bakterisi, üçgen ve altıgen şeklinde gümüş parçacıkları oluşturabildi.
Bu nano-gümüşlerin boyutları büyüklük olarak geniş bir aralığa sahipti ve bazıları 200 nm gibi normal nanoskaladan daha büyük boyutlara ulaşıyordu.
Nano-gümüş, bakterilerin organik matriksinde bulundu.
Nano-gümüş üretiminde laktik asit üreten bakteriler kullanılmıştır.
Lactobacillus spp., Pediococcus pentosaceus, Enteroccus faeciumI ve Lactococcus garvieae bakterilerinin gümüş iyonlarını nano-gümüşe indirgeyebildiği bulunmuştur.
Nano-gümüş üretimi, hücre içerisinde gümüş iyonlarının hücre içindeki organik bileşiklerle etkileşimi sonucu gerçekleşir.
Nano-gümüşün en küçük nano-gümüşünün Lactobacillus fermentum bakterisi tarafından oluşturulduğu ve ortalama boyutunun 11,2 nm olduğu bulundu.
Nano-gümüşün ayrıca bu bakteri tarafından en küçük boyut dağılımına sahip nano-gümüşün üretildiği ve nano-gümüşün çoğunlukla hücrelerin dış kısmında bulunduğu tespit edildi.
Nano-gümüşün pH'ında artış olmasıyla nano-gümüşün üretilme hızının ve üretilen parçacık miktarının arttığı da tespit edilmiştir.
Bitkiler:
Gümüş iyonlarının nano-gümüşe indirgenmesi sardunya yaprakları kullanılarak da gerçekleştirilmiştir.
Nano-gümüşün, sardunya yaprağı özütünün gümüş nitrat çözeltilerine eklenmesiyle gümüş iyonlarının hızla indirgendiği ve üretilen nanopartiküllerin özellikle kararlı olduğu bulunmuştur.
Çözelti halinde üretilen nano-gümüşün boyut aralığı 16 ile 40 nm arasındadır.
Başka bir çalışmada gümüş iyonlarını azaltmak için farklı bitki yaprak ekstraktları kullanıldı.
Nano-gümüş Camellia sinensis (yeşil çay), çam, hurma, ginko, manolya ve çınar gibi bitkilerden nano-gümüş oluşturmada en iyisinin manolya yaprağı özütü olduğu bulunmuştur.
Bu yöntemle dispers boyut aralığı 15 ila 500 nm arasında olan parçacıklar oluşturuldu, ancak nano-gümüş ile reaksiyon sıcaklığı değiştirilerek parçacık boyutunun kontrol edilebileceği de bulundu.
İyonların manolya yaprağı özütü ile azaltılma hızı, kimyasalların kullanılmasıyla kıyaslanabilir düzeydeydi.
Nano-gümüş üretiminde bitki, mikrop ve mantarların kullanılması, nano-gümüşün daha çevre dostu üretimine öncülük ediyor.
Amaranthus gangeticus Linn yaprak özütü kullanılarak nano-gümüş sentezlemek için yeşil bir yöntem mevcuttur.
Nano-Gümüşün Biyolojik Araştırmaları:
Araştırmacılar, küçük ilaç molekülleri veya büyük biyomoleküller gibi çeşitli yükleri belirli hedeflere ulaştırmak için taşıyıcı olarak Nano-gümüş kullanımını araştırdılar.
AgNP'nin nano-gümüş hedefine ulaşmak için yeterli zamana sahip olması durumunda, yükün serbest bırakılması potansiyel olarak dahili veya harici bir uyaranla tetiklenebilir.
Nano-gümüşün hedeflenmesi ve biriktirilmesi, belirli hedef bölgelerde yüksek yük konsantrasyonları sağlayabilir ve yan etkileri en aza indirebilir.
Kemoterapi:
Nanoteknolojinin tıp alanına girmesinin, tanısal kanser görüntüleme ve tedavi edici ilaç tasarımı standartlarını ilerletmesi bekleniyor.
Nanoteknoloji, biyosistemin nano ölçekteki yapısı, işlevi ve organizasyon düzeyi hakkında bilgi sağlayabilir.
Nano-gümüş, alt tabakaların eklenebileceği düzgün bir işlevselleştirilmiş yüzey sunan kaplama tekniklerine tabi tutulabilir.
Nano-gümüş örneğin silika ile kaplandığında yüzey silisik asit olarak bulunur.
Böylece doğal metabolik enzimler tarafından hemen parçalanmayan kararlı eter ve ester bağları yoluyla substratlar eklenebilir.
Son zamanlardaki kemoterapi uygulamaları, nano-gümüşün nano-gümüş yüzeyindeki substrata bağlanmasını sağlayan orto-nitrobenzil köprüsü gibi foto-kırılabilir bir bağlayıcıya sahip kanser karşıtı ilaçlar tasarlamıştır.
Düşük toksisiteli Nano-gümüş kompleksi, vücudun sistemlerine dağılmak için gereken süre boyunca metabolik saldırı altında canlılığını koruyabilir.
Eğer tedavi için kanserli bir tümör hedefleniyorsa, tümör bölgesine ultraviyole ışık verilebilir.
Işığın elektromanyetik enerjisi, ilaç ile nano-gümüş substrat arasındaki foto-tepkisel bağlayıcının kırılmasına neden olur.
İlaç artık parçalanıyor ve kanserli tümör hücreleri üzerinde etki edecek şekilde değişmemiş aktif bir formda salınıyor.
Bu yöntemde beklenen avantajlar; ilacın yüksek toksik bileşikler olmadan taşınması, ilacın zararlı radyasyona maruz kalmadan veya belirli bir kimyasal reaksiyonun gerçekleşmesine bağlı olmadan salınması ve ilacın hedef dokuya seçici olarak salınabilmesidir.
İkinci yaklaşım, bir kemoterapötik ilacı, bir nükleofilik türle birleştirilmiş gümüş nanopartikülün fonksiyonelleştirilmiş yüzeyine doğrudan bağlayarak bir yer değiştirme reaksiyonuna maruz bırakmaktır.
Örneğin, Nano-gümüş ilaç kompleksi hedef dokuya veya hücrelere girdiğinde veya yakınlarına geldiğinde, o bölgeye bir glutatyon monoesteri uygulanabilir.
İlaç nano-gümüş çevresine salınırken, nükleofilik ester oksijen, yeni bir ester bağı yoluyla nano-gümüşün işlevselleştirilmiş yüzeyine bağlanacaktır.
İlaç artık aktiftir ve çevresindeki hücreler üzerinde nano-gümüş biyolojik işlevi uygulayabilir ve diğer dokularla istenmeyen etkileşimleri sınırlayabilir.
Çoklu ilaç direnci:
Mevcut kemoterapi tedavilerinin etkisiz kalmasının en önemli nedenlerinden biri, çeşitli mekanizmalarla ortaya çıkabilen çoklu ilaç direncidir.
Nanopartiküller, MDR'nin üstesinden gelmek için bir araç sağlayabilir.
Genel olarak, nanotaşıyıcıları kanser hücrelerine ulaştırmak için hedefleme ajanı kullanıldığında, nano-gümüşün, ajanın hücre yüzeyinde benzersiz şekilde ifade edilen moleküllere yüksek seçicilikle bağlanması zorunludur.
Bu nedenle NP'ler, yüzeylerinde aşırı ekspresyonlu taşıyıcı proteinler bulunan ilaç dirençli hücreleri özel olarak tespit eden proteinlerle tasarlanabilir.
Yaygın olarak kullanılan nano ilaç taşıyıcı sistemlerinin bir tuzağı, nanotaşıyıcılardan sitozole salınan serbest ilaçların tekrar MDR taşıyıcılarına maruz kalması ve dışarıya aktarılmasıdır.
Bunu çözmek için, HIV-1 virüsünden elde edilen ve hücreye nüfuz eden peptit (CPP) görevi gören trans-aktivasyonlu transkripsiyonel aktivatörün (TAT) eklenmesiyle 8 nm nanokristalin gümüş parçacıkları modifiye edildi.
Genel olarak, AgNP'nin etkinliği, verimli hücresel alımın olmaması nedeniyle sınırlıdır; ancak, CPP modifikasyonu, nanopartiküllerin hücre içi iletimini iyileştirmek için en etkili yöntemlerden biri haline gelmiştir.
AgNP'nin yutulması sonrasında, boyut dışlanmasına dayalı olarak dışarı atılması engellenir.
Konsept basittir: nanopartiküller MDR taşıyıcıları tarafından dışarı atılmayacak kadar büyüktür, çünkü dışarı atma fonksiyonu kesinlikle nano-gümüş substratların boyutuna bağlıdır ve bu da genellikle 300-2000 Da aralığıyla sınırlıdır.
Bu sayede nanopartiküller dışarı atılmaya karşı duyarsız kalır ve yüksek konsantrasyonlarda birikmelerine olanak sağlar.
Antimikrobiyal:
Gümüşün bakteri hücrelerine verilmesi, hücre ölümüne yol açabilen yüksek düzeyde yapısal ve morfolojik değişikliklere neden olur.
Nano-gümüş bakteriyle temas ettiğinde hücre duvarı ve hücre zarına yapışır.
Bağlandıktan sonra gümüşün bir kısmı içeriye geçerek DNA ve RNA gibi fosfat içeren bileşiklerle etkileşime girerken, bir diğer kısmı da zardaki kükürt içeren proteinlere yapışır.
Hücre zarındaki gümüş-kükürt etkileşimleri hücre duvarında çukur ve gözenek oluşumu gibi yapısal değişikliklere neden olur.
Bu gözenekler aracılığıyla, hücresel bileşenler, sadece ozmotik fark nedeniyle hücre dışı sıvıya salınır. Hücre içinde, gümüşün entegrasyonu, DNA'nın daha sonra yoğunlaştığı düşük moleküler ağırlıklı bir bölge yaratır.
DNA'nın yoğunlaştırılmış halde olması hücrenin replikasyon proteinlerinin DNA ile temasını engeller.
Dolayısıyla nano-gümüşün hücreye girişi replikasyonu engeller ve hücrenin ölümüne sebep olmaya yeterlidir.
Etkisini daha da artıran nano-gümüş, sıvılarla temas ettiğinde iyonlaşma eğilimi gösterir ve bu da nano-gümüşün bakterisidal aktivitesini artırır.
Bu durum, enzimlerin baskılanması ve hücrenin ATP üretme yeteneği ile ilgili proteinlerin ifadesinin engellenmesi ile ilişkilendirilmiştir.
Nano-gümüş, önerilen her hücre tipi için farklılık gösterse de, hücre zarı kompozisyonları büyük ölçüde değiştiğinden, genel olarak, ortalama boyutu 10 nm veya daha küçük olan nano-gümüşün, bakterisidal aktivitesini büyük ölçüde artıran elektronik etkiler gösterdiği görülmüştür.
Bu durum kısmen, parçacık boyutu azaldıkça yüzey alanı/hacim oranının artması nedeniyle reaktivitenin artmasından da kaynaklanıyor olabilir.
Nano-gümüşün; penisilin G, ampisilin, eritromisin, klindamisin ve vankomisin gibi yaygın olarak kullanılan antibiyotiklerle E. coli ve S. aureus'a karşı sinerjik antibakteriyel aktiviteye sahip olduğu gösterilmiştir.
Ayrıca, Nano-gümüş ve hidrojen peroksit arasında sinerjik antibakteriyel aktivite bildirilmiş olup, bu kombinasyonun hem Gram negatif hem de Gram pozitif bakterilere karşı önemli ölçüde artırılmış bakterisidal etki göstermesi sağlanmıştır.
Nano-gümüş ile hidrojen peroksit arasındaki bu antibakteriyel sinerji, muhtemelen hidroksil radikalleri gibi oldukça reaktif oksijen türleri üreten Fenton benzeri bir reaksiyona atfedilebilir.
Nano-gümüş, bakterilerin yüzeyde büyümesini veya yüzeye yapışmasını önleyebilir.
Bu, özellikle hastanın temas ettiği tüm yüzeylerin steril olması gereken cerrahi ortamlarda faydalı olabilir.
Nano-gümüş, metaller, plastikler ve camlar da dahil olmak üzere pek çok yüzeye uygulanabilir.
Tıbbi ekipmanlarda nano-gümüş nano parçacıklarının, eski tekniklere kıyasla kullanılan cihazlardaki bakteri sayısını azalttığı gösterilmiştir.
Ancak işlem bitince yeni bir işlem yapılması gerektiğinde sorun ortaya çıkıyor.
Aletlerin yıkanması sırasında gümüş iyonlarının kaybı nedeniyle gümüş nano parçacıklarının büyük bir kısmı daha az etkili hale gelmektedir.
Gümüş nano parçacıkları yanık hastalarına uygulanan deri greftlerinde daha sık kullanılır, çünkü greftin içine yerleştirilen parçacıklar daha iyi antimikrobiyal aktivite sağlar ve hastanın vücudunda çok daha az yara izi kalmasına neden olur.
Bu yeni uygulamalar, cilt ülseri gibi rahatsızlıkları tedavi etmek için gümüş nitrat kullanan eski uygulamaların doğrudan devamı niteliğindedir.
Nano-gümüş artık bazı yanık ve yaraların iyileşmesine yardımcı olmak için bandaj ve yamalarda kullanılıyor.
Alternatif bir yaklaşım, yanık ve yara yönetimi için biyolojik pansumanları (örneğin, tilapia balığı derisi) sterilize etmek için AgNP kullanmaktır.
Ayrıca temiz içme suyu elde etmek amacıyla su arıtma yöntemi olarak da ümit verici uygulama alanları bulunmaktadır.
Bu pek önemli bir şey gibi görünmeyebilir ancak su birçok hastalığı içinde barındırıyor ve dünyanın bazı bölgeleri temiz suya sahip olma lüksüne sahip değil veya hiç sahip değil.
Nano-gümüş, mikropları yok etmek için gümüşün kullanılması yeni bir şey değildi, ancak bu deneyde suda bulunan karbonat, mikropları gümüşe karşı daha da savunmasız hale getirmek için kullanıldı.
Deneydeki bilim insanları ilk olarak nanopartikülleri kullanarak, yutulduğunda insanlar için ölümcül sonuçlar doğuran bazı pestisitleri sudan uzaklaştırıyorlar.
Yapılan diğer testler, Nano-gümüşün sudaki demir, kurşun ve arsenik gibi bazı iyonları da giderebildiğini göstermiştir.
Ancak Nano-gümüşün bu kadar çekici olmasının tek nedeni bu değil, reaksiyonun gerçekleşmesi için herhangi bir dış kuvvete (elektrik veya hidrolik) ihtiyaç duymuyorlar.
Buna karşılık, atık sudaki tüketici sonrası nano gümüş, atık su arıtımında kullanılan biyolojik ajanları olumsuz etkileyebilir.
Nano-Gümüş Ölçümü:
Nano-gümüş için bir dizi referans materyali mevcuttur.
NIST RM 8017, polimer polivinilpirolidon keki içine gömülü 75 nm Nano-gümüş içerir ve bu sayede oksidasyona karşı stabilize edilerek uzun raf ömrü sağlanır.
Dinamik ışık saçılması, ultra küçük açılı X-ışını saçılması, atomik kuvvet mikroskobu ve transmisyon elektron mikroskobu kullanılarak ortalama parçacık boyutu için referans değerlerine ve son iki yöntem için boyut dağılımı referans değerlerine sahiptirler.
BAM-N001 sertifikalı referans materyali, küçük açılı X-ışını saçılması ve transmisyon elektron mikroskobu ile ölçülen 12,6 nm'lik sayısal ağırlıklı medyan boyuta sahip belirli bir boyut dağılımına sahip Nano-gümüş içerir.
Nano-Gümüşün Kullanımı ve Depolanması:
Güvenli kullanım için önlemler:
Hijyen önlemleri:
Kirlenen giysilerinizi hemen değiştirin.
Önleyici cilt koruması uygulayın.
Madde ile çalıştıktan sonra ellerinizi ve yüzünüzü yıkayın.
Nano-Gümüşün Kararlılığı ve Reaktivitesi:
Kimyasal kararlılık:
Nano-gümüş, standart ortam koşullarında (oda sıcaklığı) kimyasal olarak kararlıdır.
Tehlikeli reaksiyon olasılığı:
Veri yok
Nano-Gümüşün İlk Yardım Önlemleri:
Solunması halinde:
Teneffüs ettikten sonra:
Temiz hava.
Cilt ile teması halinde:
Kirlenmiş tüm giysilerinizi derhal çıkarın.
Cildinizi su/duş ile durulayın.
Bir hekime danışın.
Göz teması halinde:
Göz temasından sonra:
Bol su ile durulayın.
Göz doktorunu arayın.
Kontakt lenslerinizi çıkarın.
Yutulması halinde:
Yuttuktan sonra:
Mağdura hemen su içirin (en fazla iki bardak).
Bir hekime danışın.
Acil tıbbi müdahale ve özel tedavi gerektiğine dair göstergeler:
Veri yok
Nano-Gümüşün Yangınla Mücadele Önlemleri:
Uygun söndürme ortamı:
su
Köpük
Karbondioksit (CO2)
Kuru toz
Uygun olmayan söndürme maddeleri:
Bu madde/karışım için söndürme maddelerine ilişkin herhangi bir sınırlama verilmemiştir.
Daha fazla bilgi:
Yangın söndürme sularının yüzey sularını veya yeraltı su sistemini kirletmesini önleyin.
Nano-Gümüşün Kazara Salınım Önlemleri:
Çevresel önlemler:
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyin.
Muhafaza ve temizleme yöntemleri ve malzemeleri:
Giderleri kapatın.
Dökülenleri toplayın, bağlayın ve pompalayın.
Olası maddi kısıtlamalara dikkat edin.
Kuru olarak alın.
Uygun şekilde bertaraf edin.
Etkilenen alanı temizleyin
Nano-Gümüşün Maruziyet Kontrolleri/Kişisel Korunması:
Kişisel koruyucu ekipman:
Göz/yüz koruması:
Göz koruması için ekipman kullanın
Güvenlik gözlüğü
Cilt koruması:
Eldivenle tutun.
Ellerinizi yıkayın ve kurulayın.
Tam iletişim:
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Atılım süresi: 480 dk
Sıçrama teması:
Malzeme: Nitril kauçuk
Minimum katman kalınlığı: 0,11 mm
Atılım süresi: 480 dk
Vücut Koruması:
koruyucu giysi
Solunum koruması:
Önerilen Filtre türü: Filtre türü P2
Çevresel maruziyetin kontrolü:
Ürünün giderlere kaçmasına izin vermeyin.
Nano-Gümüş Tanımlayıcıları:
CAS Numarası: 7440-22-4
EC Numarası: 231-131-3
MDL Numarası: MFCD00003397
Doğrusal Formül: Ag
CAS Numarası: 7440-22-4
EC Numarası: 231-131-3
Moleküler Formül: Ag
Moleküler Ağırlık: 107.87
Nano-Gümüş'ün Özellikleri:
Moleküler Ağırlık: 107.87
Görünüm: Toz
Erime Noktası: 961.78 °C
Kaynama Noktası: 2162 °C
Yoğunluk: Yok
Yığın Yoğunluğu: 0,312 g/cm3
Gerçek Yoğunluk: ~10,5 g/cm3
Boyut Aralığı: 80-100 nm
Ortalama Parçacık Boyutu: Özgül Yüzey Alanı: 5,37 m2/g
Morfoloji: küresel
H2O'da çözünürlük: Yok
Kristal Faz / Yapı: kübik
Poisson Oranı: 0,37
Termal Genleşme: (25 °C) 18,9 µm·m-1·K-1
Vickers Sertliği: 251 MPa
Young Modülü: 83 GPa
Doğrusal Formül: Ag
MDL Numarası: MFCD00003397
EC No.: 231-131-3
Beilstein/Reaxys No.: Yok
Pubchem CID: Yok
IUPAC Adı: Yok
SMILES: [Ag]
InchI Tanımlayıcısı: InChI=1S/Ag
InchI Anahtarı: BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N
