Síntesis de nanopartículas de plata Métodos físicos

- May 09, 2017-

La evaporación-condensación y la ablación con láser son los enfoques físicos más importantes. La ausencia de contaminación con disolventes en las películas delgadas preparadas y la uniformidad de la distribución de NPs son las ventajas de los métodos de síntesis física en comparación con los procesos químicos. La sıntesis fısica de NP de plata usando un horno tubular a presión atmosférica tiene algunas desventajas, por ejemplo, el horno tubular ocupa un gran espacio, consume una gran cantidad de energıa al tiempo que eleva la temperatura ambiental alrededor del material fuente y requiere mucho tiempo para conseguir estabilidad térmica. Además, un horno tubular típico requiere un consumo de energía de más de varios kilovatios y un tiempo de precalentamiento de varias decenas de minutos para alcanzar una temperatura de funcionamiento estable ( 12 , 13 ). Se demostró que los NP de plata podían ser sintetizados a través de un pequeño calentador cerámico con una zona de calentamiento local ( 14 ). El pequeño calentador de cerámica se utilizó para evaporar materiales de origen. El vapor evaporado puede enfriarse a una velocidad rápida adecuada, porque el gradiente de temperatura en la proximidad de la superficie del calentador es muy pronunciado en comparación con el de un horno de tubo.

Esto hace posible la formación de pequeñas NP en alta concentración. La generación de partículas es muy estable, porque la temperatura de la superficie del calentador no fluctúa con el tiempo. Este método físico puede ser útil como generador de nanopartículas para experimentos a largo plazo para estudios de toxicidad por inhalación y como dispositivo de calibración para equipos de medición de nanopartículas ( 14 ). Los resultados mostraron que el diámetro medio geométrico, la desviación estándar geométrica y el número total de NPs aumentan con la temperatura de la superficie del calentador. Se observaron NPs esféricas sin aglomeración, incluso a alta concentración con alta temperatura superficial del calentador. El diámetro medio geométrico y la desviación estándar geométrica de los NPs de plata estaban en el intervalo de 6,2-21,5 nm y 1,23-1,88 nm, respectivamente.

Silver NPs podría ser sintetizado por ablación con láser de materiales a granel metálico en solución ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). La eficiencia de ablación y las características de las partículas de nano-plata producidas dependen de muchos parámetros, incluyendo la longitud de onda del láser que choca contra el objetivo metálico, la duración de los pulsos de láser (en el régimen de femto, pico y nanosecond), la fluencia del láser , La duración del tiempo de ablación y el medio líquido eficaz, con o sin la presencia de tensioactivos ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Una ventaja importante de la técnica de ablación con láser en comparación con otros métodos para la producción de coloides metálicos es la ausencia de reactivos químicos en soluciones. Por lo tanto, los coloides metálicos puros y no contaminados para otras aplicaciones pueden prepararse mediante esta técnica ( 24 ). Se prepararon nanoesferoides de plata (20-50 nm) por ablación láser en agua con pulsos láser de femtosegundo a 800 nm ( 25 ). La eficacia de la formación y el tamaño de las partículas coloidales se compararon con las de las partículas coloidales preparadas por impulsos láser de nanosegundos. Como resultado, la eficacia de formación para los pulsos femtosegundos fue significativamente menor que la de los impulsos de nanosegundos. El tamaño de los coloides preparados por pulsos de femtosegundos fue menos disperso que el de los coloides preparados por impulsos de nanosegundos. Además, se encontró que la eficiencia de ablación para la ablación de femtosegundos en agua era menor que en el aire, mientras que en el caso de impulsos de nanosegundos, la eficiencia de ablación era similar tanto en agua como en aire.

Tien y compañeros de trabajo ( 26 ) usaron el método de descarga de arco para fabricar la suspensión de plata de NPs en agua desionizada sin tensioactivos añadidos. En esta síntesis, los alambres de plata (Gredmann, 99,99%, 1 mm de diámetro) se sumergieron en agua desionizada y se usaron como electrodos. Con una tasa de consumo de varilla de plata de 100 mg / min, dando NPs de plata metálica de 10 nm de tamaño, y plata iónica obtenida a concentraciones de aproximadamente 11 ppm y 19 ppm, respectivamente. Siegel y colaboradores ( 27 ) demostraron la síntesis de NPs de plata mediante pulverización directa de metal en el medio líquido. El método, que combina la deposición física de metal en propano-1,2,3-triol (glicerol), proporciona una alternativa interesante a las técnicas de síntesis química a base de tiempo, que consumen mucho tiempo. Los NP plateados poseen forma redonda con un diámetro medio de aproximadamente 3,5 nm con una desviación estándar de 2,4 nm. Se observó que la distribución de tamaños NP y la dispersión uniforme de las partículas permanece inalterada para las soluciones acuosas diluidas hasta la relación glicerol / agua 1:20.


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