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Ausstellung

Synthese von Silbernanopartikeln Physikalische Methoden

Verdunstungskondensation und Laserablation sind die wichtigsten physikalischen Ansätze. Die Abwesenheit von Lösemittelverunreinigung in den hergestellten Dünnfilmen und die Gleichförmigkeit der NPsverteilung sind die Vorteile von physikalischen Synthesemethoden im Vergleich zu chemischen Prozessen. Die physikalische Synthese von Silber-NPs unter Verwendung eines Röhrenofens bei atmosphärischem Druck hat einige Nachteile, z. B. nimmt der Röhrenofen einen großen Raum ein, verbraucht eine große Menge an Energie, während er die Umgebungstemperatur um das Ausgangsmaterial erhöht und viel Zeit benötigt, um zu erreichen thermische Stabilität. Darüber hinaus erfordert ein typischer Röhrenofen einen Stromverbrauch von mehr als einigen Kilowatt und eine Vorwärmzeit von mehreren zehn Minuten, um eine stabile Betriebstemperatur ( 12 , 13 ) zu erreichen . Es wurde gezeigt, dass Silber-NPs über eine kleine Keramik-Heizung mit einem lokalen Heizbereich ( 14 ) synthetisiert werden konnten . Die kleine Keramikheizung wurde verwendet, um Ausgangsmaterialien zu verdampfen. Der verdampfte Dampf kann mit einer geeigneten schnellen Geschwindigkeit abkühlen, da der Temperaturgradient in der Nähe der Heizfläche im Vergleich zu dem eines Röhrenofens sehr steil ist.

Dies ermöglicht die Bildung von kleinen NPs in hoher Konzentration. Die Partikelerzeugung ist sehr stabil, da die Temperatur der Heizfläche nicht mit der Zeit schwankt. Diese physikalische Methode kann als Nanopartikelgenerator für Langzeitversuche für Inhalationstoxizitätsstudien und als Kalibriergerät für Nanopartikelmessgeräte ( 14 ) nützlich sein . Die Ergebnisse zeigten, dass der geometrische mittlere Durchmesser, die geometrische Standardabweichung und die Gesamtanzahl der NPs mit der Heizflächentemperatur zunehmen. Sphärische NPs ohne Agglomeration wurden auch bei hoher Konzentration mit hoher Oberflächentemperatur beobachtet. Der geometrische mittlere Durchmesser und die geometrische Standardabweichung der Silber-NPs lagen im Bereich von 6,2-21,5 nm bzw. 1,23-1,88 nm.

Silberne NPs konnten durch Laserablation von metallischen Schüttgütern in Lösung ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ) synthetisiert werden . Die Ablationseffizienz und die Eigenschaften der erzeugten Nanosilberpartikel hängen von vielen Parametern ab, einschließlich der Wellenlänge des auf das metallische Target auftreffenden Lasers, der Dauer der Laserpulse (im Femto-, Pico- und Nanosekunden-Regime), der Laserfluenz , Die Ablationszeitdauer und das wirksame flüssige Medium mit oder ohne Anwesenheit von Tensiden ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Ein wichtiger Vorteil der Laserablationstechnik im Vergleich zu anderen Verfahren zur Herstellung von Metallkolloiden ist die Abwesenheit von chemischen Reagenzien in Lösungen. Daher können nach dieser Technik reine und unkontaminierte Metallkolloide für weitere Anwendungen hergestellt werden ( 24 ). Silberne Nanospheroide (20-50 nm) wurden durch Laserablation in Wasser mit Femtosekunden-Laserpulsen bei 800 nm ( 25 ) hergestellt . Die Bildungseffizienz und die Größe der kolloidalen Teilchen wurden mit denen von kolloidalen Teilchen verglichen, die durch Nanosekunden-Laserpulse hergestellt wurden. Infolgedessen war die Bildungseffizienz für Femtosekunden-Impulse signifikant niedriger als bei Nanosekunden-Pulsen. Die Größe der durch Femtosekunden-Pulse hergestellten Kolloide war weniger dispergiert als die von Koloniden, die durch Nanosekunden-Pulse hergestellt wurden. Weiterhin wurde festgestellt, dass die Ablationseffizienz für die Femtosekunden-Ablation in Wasser geringer war als die in Luft, während bei Nanosekunden-Pulsen die Ablationseffizienz sowohl in Wasser als auch in Luft ähnlich war.

Tien und Mitarbeiter ( 26 ) nutzten die Bogenentladungsmethode zur Herstellung von Silber-NPs-Suspension in deionisiertem Wasser ohne Zusatz von Tensiden. Bei dieser Synthese wurden Silberdrähte (Gredmann, 99,99%, 1 mm im Durchmesser) in entionisiertem Wasser getaucht und als Elektroden verwendet. Mit einer Silberstab-Verbrauchsrate von 100 mg / min, wobei metallische Silber-NPs von 10 nm Größe erhalten wurden, und ionisches Silber, das in Konzentrationen von etwa 11 ppm bzw. 19 ppm erhalten wurde. Siegel und Kollegen ( 27 ) zeigten die Synthese von Silber-NPs durch direktes Metallsputtern in das flüssige Medium. Das Verfahren, das die physikalische Abscheidung von Metall in Propan-1,2,3-triol (Glycerin) kombiniert, bietet eine interessante Alternative zu zeitaufwändigen, nassbasierten chemischen Synthesetechniken. Silberne NPs besitzen eine runde Form mit einem mittleren Durchmesser von etwa 3,5 nm mit einer Standardabweichung von 2,4 nm. Es wurde beobachtet, dass die NPs-Größenverteilung und die gleichmäßige Partikeldispersion für verdünnte wässrige Lösungen bis zum Glycerin-Wasser-Verhältnis 1:20 unverändert bleiben.


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