نانوذرات نقره با اندازه کمتر از 100 نانومتر در دسته‌ی نانوذرات مهمی قرار دارند که به دلیل خواص ضدعفونی کننده‌ی بالا، در بسیاری از برنامه‌های پزشکی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. خواص ضدعفونی کنندگی نانوذرات نقره مرتبط با سطح بالایی است که در تعامل با باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها دارد.
نانوذرات نقره می‌توانند با تعامل با ویروس‌ها، قارچ‌ها، باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها آنها را از بین ببرند. علاوه بر این، این نانوذرات قابلیت تخریب آنزیم‌هایی را دارند که میکروارگانیسم‌ها برای تکثیر و گسترش خود نیاز دارند.
خواص و ویژگی‌ها
- مساحت سطح بالا
- اشکال مختلف و به تبع آن کاربردهای متفاوت (کروی، نواری، مخروطی، هرمی، و شاخه‌دار)
- نانوذرات نقره کروی دارای سطح بالاتری برای برقراری تماس با بافت بیولوژیکی هستند و می‌توانند به خوبی با پروتئین‌های سطحی سلول‌ها تعامل کنند.
- نانوذرات نواری به دلیل داشتن طول بیشتر در مقایسه با عرض، قابلیت ایجاد پاسخ‌های نوری بسیار خوبی دارند.
- اثر پلاسمون سطحی
- خواص ضدباکتریایی، ضد قارچی و ضد ویروسی: با افزایش اندازه، سطح نانوذرات کاهش می‌یابد و میزان سمیت آنها افزایش می‌یابد، به همین دلیل نانوذرات نقره با اندازه کوچکتر معمولاً برای کاربردهای پزشکی و آنتی‌میکروبی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- تنوع رنگ با توجه به عواملی مانند شکل، اندازه، جنس و رفتار نوری (زرد تا قرمز و بنفش)
کاربردهای نانوذرات نقره
- محصولات ضدعفونی (ماسک‌های پزشکی، لوازم بهداشتی، پوشش‌های ضدعفونی کننده، لوازم جانبی پزشکی مانند ابزار جراحی و تزریقات، کانترهای بیمارستانی و دستگاه های دیالیز)
- سیستم های تصویری بیومدیکال
- کفش های ضدبو
- تولید رنگ و جوهرهای رسانا
- سنسورها و سیستم های حسگر
- تشخیص و درمان بیماری
- تولید باتری های لیتیومی (به عنوان الکترودهای شارژ شونده)
- جاذب نور در پنل های خورشیدی
- کاتالیزور صنایع پالایش نفت و تصفیه آب
چگونه ساخته میشوند؟
سنتز نانوذرات نقره به روش‌های مختلف از جمله شیمیایی، فیزیکی، بیولوژیکی و ترکیبی انجام می‌شود. یکی از روش‌های شیمیایی سنتز نانوذرات نقره، روش ردوکس است. در این روش، یون‌های نقره با یک عامل ردوکس مانند نیترات سدیم به نقره احیا میشوند و به شکل نانوذرات نقره تشکیل میشوند.
در روش فیزیکی، نانوذرات نقره با استفاده از امواج الکترومغناطیسی مانند لیزر، اولتراسوند و پلاسما تهیه میشوند. در روش بیولوژیکی، با استفاده از میکروارگانیسم‌ها، از جمله باکتری‌ها و قارچ‌ها نانوذرات نقره تهیه میشوند.
در روش ترکیبی، از ترکیب دو یا چند روش برای تهیه نانوذرات نقره استفاده می‌شود. در این میان تولید نانوذرات نقره به روش شیمیایی به دلیل راحتی و قابلیت اجرایی بودن این روش و کنترل پذیری بالا برای تولید نانوذرات با اندازه و شکل مختلف بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این روش امکان تولید نانوذرات نقره با اندازه و شکل دلخواه را فراهم می‌کند و می‌تواند برای کاربردهای مختلفی استفاده قرار گیرد.
نحوه پایدارسازی این نانوذرات به چه شکل است؟
پایدارسازی نانوذرات نقره از اهمیت بسیاری برخوردار است زیرا این نانوذرات به دلیل سطح بزرگی که دارند، به سرعت با اکسیژن و رطوبت هوا و همچنین با اغلب اجزای زیستی در محیط‌های زیستی واکنش می‌دهند و دچار تغییرات و تجزیه میشوند. برای پایدارسازی نانوذرات نقره از روش‌های مختلفی استفاده می‌شود.
یکی از روش‌ها استفاده از پوشش‌هایی مثل پلیمرها، اسیدهای چرب، سولفات ها و یا سایر مواد شیمیایی می باشد که به عنوان پوشش مانع از تعامل نانوذرات با مواد و اجزای دیگر میشوند. به علاوه، برای جلوگیری از اکسیداسیون نانوذرات نقره می‌توان از مواد اکسیدکننده مثل نیتریک اسید استفاده کرد که با کاهش اکسیداسیون نانوذرات، مانع از افت کیفیت نانوذرات نقره می شوند.
یکی از روش‌های پایدارسازی نانوذرات نقره استفاده از پوشش‌دهی با سیترات است. در این روش، سیترات به عنوان یک عامل پایدارسازی به نانوذرات نقره اضافه می‌شود و باعث پایداری آنها در محلول می‌شود. این پوشش از نانوذرات نقره جلوی اکسیداسیون و تجمع آنها را در محلول می‌گیرد. همچنین، پوشش دادن نانوذرات نقره با پلی‌وینیل پیرولیدون (PVP) باعث افزایش پایداری آنها می‌شود.