Sintesi di nanoparticelle d'argento Metodi fisici

- May 09, 2017-

L'evaporazione-condensazione e l'ablazione laser sono i più importanti approcci fisici. L'assenza di contaminanti con solventi nei film sottili preparati e l'uniformità della distribuzione di NP sono i vantaggi dei metodi di sintesi fisica rispetto ai processi chimici. La sintesi fisica di NP in argento utilizzando un forno a tubo a pressione atmosferica presenta alcuni svantaggi, ad esempio, la fornace a tubo occupa un grande spazio, consuma una grande quantità di energia aumentando la temperatura ambientale intorno al materiale di partenza e richiede molto tempo per raggiungere stabilità termica. Inoltre, una fornace a tubo tipica richiede un consumo di energia superiore a parecchi chilowatt e un tempo di preriscaldamento di diversi decine di minuti per raggiungere una temperatura di funzionamento stabile ( 12 , 13 ). È stato dimostrato che i NP argentati potrebbero essere sintetizzati tramite un piccolo riscaldatore in ceramica con una zona di riscaldamento locale ( 14 ). Il piccolo riscaldatore in ceramica è stato utilizzato per evaporare i materiali di origine. Il vapore evaporato può raffreddarsi a velocità adeguata, in quanto il gradiente di temperatura in prossimità della superficie del riscaldatore è molto ripido rispetto a quello di una fornace a tubo.

Ciò rende possibile la formazione di piccoli NP in alta concentrazione. La generazione di particelle è molto stabile, perché la temperatura della superficie del riscaldatore non varia con il tempo. Questo metodo fisico può essere utile come un generatore di nanoparticelle per esperimenti a lungo termine per studi di tossicità per inalazione e come dispositivo di calibrazione per le apparecchiature di misurazione di nanoparticelle ( 14 ). I risultati hanno mostrato che il diametro medio geometrico, la deviazione standard geometrica e la concentrazione totale dei NP aumentano con la temperatura superficiale del riscaldatore. Sono stati osservati NP NPT senza agglomerazione, anche ad alta concentrazione con temperatura superficiale riscaldante. Il diametro medio geometrico e la deviazione standard geometrica dei NP in argento erano rispettivamente nell'intervallo 6.2-21.5 nm e 1.23-1.88 nm.

I neri argentati possono essere sintetizzati mediante ablazione laser dei materiali sfusi metallici in soluzione ( 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ). L'efficienza di ablazione e le caratteristiche delle particelle nano-argento prodotte dipendono da molti parametri, tra cui la lunghezza d'onda del laser che incide sul bersaglio metallico, la durata degli impulsi laser (nel regime femto-, pico- e nanosecondo), la fluidità laser , La durata dell'ablazione e il mezzo liquido efficace, con o senza la presenza di tensioattivi ( 20 , 21 , 22 , 23 ).

Un importante vantaggio della tecnica di ablazione laser rispetto ad altri metodi per la produzione di colloidi metallici è l'assenza di reagenti chimici nelle soluzioni. Pertanto, collocazioni metalliche pura e non contaminate per altre applicazioni possono essere preparate con questa tecnica ( 24 ). I nanospheroidi d'argento (20-50 nm) sono stati preparati mediante ablazione laser in acqua con impulsi laser femtosecondi a 800 nm ( 25 ). L'efficienza di formazione e le dimensioni delle particelle colloidali sono state confrontate con quelle di particelle colloidali preparate da impulsi laser nanosecondi. Di conseguenza, l'efficienza di formazione degli impulsi femtosecondi era significativamente inferiore a quella per gli impulsi nanosecondi. La dimensione dei colloidi preparati da impulsi femtosecondi era meno dispersa rispetto a quella dei colloidi preparati da impulsi nanosecondi. Inoltre, è stato riscontrato che l'efficienza di ablazione dell'ablazione femtoseconda in acqua era inferiore a quella dell'aria, mentre nel caso di impulsi nanosecondi l'efficienza di ablazione era simile sia in acqua che in aria.

Tien e colleghi ( 26 ) hanno utilizzato il metodo di scarico dell'arco per la fabbricazione di sospensioni di NPs d'argento in acqua deionizzata senza tensioattivi aggiunti. In questa sintesi i cavi d'argento (Gredmann, 99,99%, diametro di 1 mm) sono stati immersi in acqua deionizzata e utilizzati come elettrodi. Con un tasso di consumo dell'asta di argento di 100 mg / min, ottenendo NP di argento metallico di dimensioni di 10 nm e argento ionico ottenuto a concentrazioni di circa 11 ppm e rispettivamente di 19 ppm. Siegel e colleghi ( 27 ) hanno dimostrato la sintesi di NP in argento mediante sputtering diretto di metallo nel mezzo liquido. Il metodo, che combina la deposizione fisica del metallo in propano-1,2,3-triolo (glicerolo), fornisce un'alternativa interessante alle tecniche di sintesi chimica a base di umidita. I NP in argento possiedono una forma rotonda con un diametro medio di circa 3,5 nm con deviazione standard 2,4 nm. Si è osservato che la distribuzione di dimensione dei dischi e la dispersione uniforme delle particelle rimangono invariati per soluzioni acquose diluite fino al rapporto glicerolo / acqua 1:20.


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