Esquema personalizado de nanopartículas de plata de tamaño de partícula de 10 a 100 nm (agnps)

Las nanopartículas de plata son ampliamente utilizadas en sensores, materiales conductores, recubrimientos y materiales compuestos debido a sus propiedades ópticas y eléctricas únicas y su buena estabilidad química. El control del tamaño de las partículas y la dispersión es el núcleo de la personalización de agnps, generalmente mediante la selección de métodos sintéticos adecuados, la regulación de la concentración de precursores y las condiciones de reacción. ¡¡ XI 'an huirui Biology puede proporcionar servicios personalizados de nanopartículas de plata de tamaño de partícula de 10 a 100 nm (agnps)!

I. métodos de preparación de nanopartículas de plata

Los métodos de preparación de nanopartículas de plata se pueden dividir en métodos de reducción química, métodos físicos y métodos biológicos. De acuerdo con el rango de tamaño de partícula objetivo (10 - 100 nm) y las necesidades de aplicación, el método de reducción química es un método controlable.

1. método de reducción química

• Principio: los iones de plata (ag) generan átomos de plata bajo la acción de agentes reductores, que se acumulan gradualmente para formar nanopartículas.

• Reductores comunes:

• Citrato de sodio: reducción moderada, el tamaño de las partículas se puede ajustar a través de la temperatura y la concentración (adecuada para 20 - 50 nm)

• NaBH₄: fuerte reducción, reacción rápida, puede generar partículas de pequeño tamaño de 10 - 20 nm

• Azúcar o polialcoholes: reducción moderada, teniendo en cuenta la biocompatibilidad

• Estabilizadores / ligandos de superficie:

• Alcohol polivinílico (pvp), polivinilato (pva), Citrato de sodio

• Función: detener la aglomeración de partículas, mejorar la dispersión de la fase de agua y, al mismo tiempo, servir como sitio de modificación de la superficie posterior

2. método fotoquímico

• La reducción de iones de plata inducida por luz ultravioleta o visible puede controlar con precisión la distribución del tamaño de las partículas y la morfología, lo que es adecuado para la preparación de agnps con propiedades ópticas ajustables.

3. método de descomposición térmica / microemulsión

• La descomposición térmica a alta temperatura de los precursores de plata o la generación de Nano - plata en microemulsiones son adecuadas para la preparación de partículas de gran tamaño (50 - 100 nm) y Uniformes.

II. estrategia de control del tamaño de las partículas

El control del rango de tamaño de las partículas de 10 a 100 nm se puede lograr mediante los siguientes métodos:

1. Selección y concentración de reductores

• Agente reductor fuerte (nabh): generación de partículas pequeñas (10 - 20 nm)

• Reductores moderados (ácido cítrico): generación de partículas medianas (20 - 50 nm)

• Alta temperatura, baja concentración de reductores: se pueden producir partículas más grandes (50 - 100 nm)

2. Concentración de precursores

• Alta concentración de AG mayor tamaño de partícula

• Baja concentración de AG y menor tamaño de partícula

3. Temperatura y tiempo de reacción

• Las altas temperaturas aceleran la nuclear y el crecimiento, lo que puede aumentar las partículas.

• El tiempo de reacción es corto, las partículas crecen durante mucho tiempo.

4. Estabilizadores de superficie

• Altas concentraciones de PVP / ácido cítrico impiden la aglomeración y controlan la distribución del tamaño de las partículas

• La concentración del ligando y el peso molecular se pueden ajustar de acuerdo con el tamaño de las partículas objetivo.

3. modificación de la superficie y funcionalidad

Según los requisitos de la aplicación, agnps puede realizar modificaciones superficiales:

1. Modificación de aminoácidos o grupos carboxílicos

• Combinado con polietileno imino (pei) o ácido cítrico, se introduce el Grupo - nh85qi / – COOH

• Mejorar la estabilidad de la fase de agua o la capacidad de acoplamiento posterior

2. Recubrimiento de polímero

• Partículas recubiertas de PVP y Peg para mejorar la dispersión, la estabilidad tolerante a la sal y la biocompatibilidad

3. Modificación bifuncional

• A través de la estrategia de protección y eliminación de protección, se pueden introducir simultáneamente las funciones nh¿ y COOH para lograr aplicaciones multifuncionales.

IV. consideraciones de diseño personalizadas

1. Selección del rango de tamaño de las partículas

• 10 - 20 nm: reacción rápida, fácil aglomeración y necesidad de estabilizadores fuertes

• 20 - 50 nm: el método convencional de reducción química es controlable y tiene buena uniformidad

• 50 - 100 nm: se puede utilizar el método de descomposición térmica o microemulsión, con alta uniformidad del tamaño de las partículas

2. Dispersión y almacenamiento

• La dispersión de la fase de agua debe garantizar un potencial de Zeta superior a ± 30 mv.

• Evitar la aglomeración por altas concentraciones de na o C1

• La vida útil de almacenamiento se puede prolongar con bajas temperaturas o con la adición de estabilizadores.

3. Uniformidad y aplicación del tamaño de las partículas

• Las aplicaciones ópticas o electrónicas requieren un índice de multidispersión bajo (pdi < 0,2)

• Las aplicaciones biológicas deben garantizar la biocompatibilidad y las modificaciones superficiales no tóxicas.

4. Controlabilidad del lote

• Control preciso de la concentración de ag, la proporción de reductores, la temperatura y la velocidad de agitación

• Preparación repetible de nanopartículas de plata con diferentes tamaños de partícula

V. diagrama esquemático del proceso típico

Tomemos como ejemplo la preparación de agnps de 10 a 50 nm por método de reducción química:

1. Disolver Agno (precursor) en agua desionizada

2. Añadir estabilizador (pvp o ácido cítrico)

3. Añadir lentamente el agente reductor (nabh ₄ o ácido cítrico) y mantener la mezcla

4. Temperatura controlada (temperatura ambiente o 60 - 80 ° c) y tiempo de reacción (5 - 60 min)

5. Observar cambios de color (amarillo - marrón) sugiere la generación de nanoplata

6. Lavado centrífuga para eliminar iones no reaccionados

7. Disperso en agua desionizada o tampón y almacenado en condiciones de baja temperatura

VI. métodos de caracterización

1. Tamaño y morfología de las partículas: microscopía electrónica de transmisión (tem), microscopía electrónica de barrido (sem), dispersión dinámica de la luz (dls)

2. Estructura cristalina: difracción de rayos X (drx)

3. Química superficial: ftir, Optoelectrónica de rayos X (xps)

4. Dispersión y estabilidad: potencial zeta, pico de absorción óptica de la solución (espectro UV - vis 400 - 450 nm)

VII. Resumen

Al seleccionar el método de preparación adecuado, el tipo de agente reductor, la concentración del precursor y el estabilizador de superficie, se puede lograr la personalización de nanopartículas de plata en el rango de 10 - 100 nm. El control del tamaño de las partículas, la modificación de la superficie y la dispersión son los factores centrales de la preparación. Para diferentes necesidades de aplicación, se pueden introducir modificaciones NH Ⅴ / COOH o polímeros para lograr materiales de Nano - plata multifuncionales y controlables, proporcionando una base para la investigación científica y el desarrollo de materiales.

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