Получение серебросодержащих углеродных нанотрубок путем взаимодействия нитрата серебра и полимерных веществ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати

Получение серебросодержащих углеродных нанотрубок путем взаимодействия нитрата серебра и полимерных веществ

УДК 544.12: 544.3

Айдаралиева А.М.

Тараз

Изучение целительного действия коллоидного серебра началось со второй половины XIX века после открытия в 70-х годах немецким гинекологом Карлом Креде мощного антигонобленорейного эффекта у 1% раствора азотнокислого серебра. Это открытие позволило ликвидировать в родильных домах Германии гнойные гонорейные воспаления глаз у новорожденных. Фактически с этого момента началась новая эпоха в учении о профилактике опасных бактериальных инфекций.

Серебро в форме внутривенного введения с успехом применялось при лечении септических артритов, ревматизма, ревматических эндокардитов, ревматоидного артрита, бронхиальной астмы, гриппа, острых респираторных заболеваний, бронхита, пневмоний, гнойных септических заболеваний, бруцеллеза, внутрь - при лечении гастритов, анастомозитов и гастродуоденальных язв, наружно - при лечении венерических заболеваний, гнойных ран и ожогов.

Широкий спектр противомикробного действия серебра, отсутствие устойчивости к нему у большинства патогенных микроорганизмов, низкая токсичность, отсутствие в литературе данных об аллергенных свойствах серебра, а также хорошая переносимость больными - способствовали повышенному интересу к серебру во многих странах мира.

В 1910 г. фирма «Гейден», обобщив опыт практического применения серебра в медицине, издала аннотационный обзор, посвященный методике лечения различных инфекционных заболеваний: абсцессов, брюшного тифа, возвратного тифа, воспаления легких, придаточных пазух носа, среднего уха, гингивита, гонококкового сепсиса, дифтерийной жабы, дизентерии, кератита, коньюнктивита, лепры, мягкого шанкра, мастита, менингита, эпилепсии, пиемии, рожистого воспаления, сибирской язвы, сифилитических язв, спинной сухотки, острого суставного ревматизма, трахомы, фарингита, фурункулеза, цистита, эндокардита, эндометрита, хореи, эпидидимита, язвы роговой оболочки.

С открытием антибиотиков и сульфаниламидов интерес к препаратам серебра несколько снизился. Но в последнее время противомикробные свойства серебра вновь стали привлекать к себе внимание. Это связано с ростом аллергических осложнений антибактериальной терапии, токсическим действием антибиотиков на внутренние органы и подавлением иммунитета, возникновением грибкового поражения дыхательных путей и дисбактериоза после длительной антибактериальной терапии, а также появлением устойчивых штаммов возбудителей к используемым антибиотикам.

Повышенный интерес к серебру возник вновь в связи с выявленным его действием в организме как микроэлемента, необходимого для нормального функционирования органов и систем, иммуно-корригирующими, а также мощными антибактериальными и противовирусными свойствами.

Эффективность бактерицидного действия коллоидного серебра объясняется способностью подавлять работу фермента, с помощью которого обеспечивается кислородный обмен у простейших организмов. Поэтому чужеродные простейшие микроорганизмы гибнут в присутствии ионов серебра из-за нарушения снабжения кислородом, необходимого для их жизнедеятельности.

Современные исследования действия коллоидных ионов серебра показали, что они обладают выраженной способностью обезвреживать вирусы осповакцины, некоторые штаммы вируса гриппа, энтеро- и аденовирусов. К тому же они оказывают хороший терапевтический эффект при лечении вирусного энтерита и чумы у собак. При этом выявлено преимущество терапии коллоидным серебром по сравнению со стандартной терапией. Наноматериал, уже сегодня находящий применение в различных коммерческих продуктах - наносеребро.

Коллоидное наносеребро - продукт, состоящий из микроскопических наночастиц серебра, взвешенных в деминерализованной и деионизированной воде. Этот продукт высоких научных технологий производится электролитическим методом.

Типичные наночастицы серебра имеют размеры 25 нм. Они имеют чрезвычайно большую удельную площадь поверхности, что увеличивает область контакта серебра с бактериями или вирусами, значительно улучшая его бактерицидные действия. Таким образом, применение серебра в виде наночастиц позволяет в сотни раз снизить концентрацию серебра с сохранением всех бактерицидных свойств [2,3].

Действие серебра специфично не по инфекции (как у антибиотиков), а по клеточной структуре. Любая клетка без химически устойчивой стенки (такое клеточное строение имеют бактерии и другие организмы без клеточной стенки, например, внеклеточные вирусы) подвержена воздействию серебра. Поскольку клетки млекопитающих имеют мембрану совершенно другого типа (не содержащую пептидогликанов), серебро никаким образом не действует на них.

В связи со способностью особым образом модифицированных наночастиц серебра длительное время сохранять бактерицидные свойства, рационально использовать наносеребро не в качестве дезинфицирующих средств частого применения, а добавлять в краски, лаки и другие материалы, что позволяет экономить деньги, время и трудозатраты.

Применение тетрагидридобората натрия (NaBH₄) при получении наночастиц серебра имеет большее распространение, чем использование для этих же целей цитрат-аниона. Это объясняется более высокой восстановительной способностью боргидрида и простотой применения. Как и в цитратном методе, тетрагидридоборат натрия служит одновременно восстановителем и стабилизатором образующихся наночастиц [4,5]. Исследование механизма роста наночастиц показало, что в случае применения боргидрида, главную роль играет агрегация образовавшихся кластеров. До этого считалось, что согласно модели Ла Мера-Дайнегера, основное число коллоидных частиц создается в течение короткого времени нуклеации, а дальнейший рост происходит за счет восстановления ионов серебра на поверхности частиц (как в цитратном методе). Проведенные исследования показали, что концентрация ионов серебра в растворе не меняется во все время роста наночастиц. Это доказывает, что рост частиц не может происходить за счет восстановления серебра на поверхности кластеров. Увеличение размера частиц происходит за счет агрегации кластеров при разложении боргидрида, когда стабилизирующее действие тетрагидридобората натрия уменьшается [6]. При исследовании CN-CVD-100» методам углеродной нанотрубке синтезированных серобросодержащих наночастиц прокаливали при температуре 600⁰С, давление 270 кПа. При сжигании метана на металлическом подложке углерод адсорбируется на поверхности серебросодержащих наночастиц. При исследовании «CN-CVD-100» методам углеродной нанотрубке адсорбции углерода изменили структуру исходного серебросодержащих нанонастиц.

Полученных нами серебросодержащих наночастиц исследовали Инфракрасным спектроскопическим методам. Как видно, в рисунке 1 и 2, синтезированых наночастице видно слабо характерный пик 1379 см ^-1,1751 см ^-1, 1785 см ^-1, 2353 см ^-1 соответвуют нитрату серебра, а также сильно выраженные пики 1643 см ^-1, 2171 см ^-1 соответствует тетрагидридоборату натрия. тетрагидридоборат серебро наночастица

Рис. 1. ИК спектроскопия AgNO₃

Рис. 2. ИК спектроскопия NaBH₄

После выращивание «CN-CVD-100» методам углеродной нанотрубке углерод адсорбируется на поверхностей с серебросодержащих наночастиц имеется изменение которые были видны при исследовании ИК спектроскопическом методом. В рисунке 3 видны пики серебра и тетрагидридобората натрия, 1374 см ^-1 сильно выражено пик нитрата серебра, а также было найдено пик тетрагидридобората натрия в пике 2171 см^-1

В рисунке 4 видны пики нитрата серебра и тетрагидридобората натрия, а также оксид кальция и полимер содержащих веществ до исследования исследования «CN-CVD-100» методом, 1799 см^-1 пик нитрата серебра, а также было найдено пик тетрагидридо - бората натрия в пике 2144 см^-1, 2216 см^-1 пик карбоната кальция,1645 см^-1, 2596 см^-1, 2571 см^-1, 2725 см^-1 пики полимер содержащих веществ.

Рис. 3. ИК спектроскопический снимок AgNO₃ + NaBH₄ после выращивания углеродной нанотруби

Рис. 4. ИК спектроскопия наночастиц серебра и полимерных вещест до исследования «CN-CVD-100» методом

После исследования «CN-CVD-100» методом углеродной нанотрубке адсорбции углерода изменили структуру исходного серебросодержащих нанонастиц и полимерных веществ. Снитезированные нами наночастицы серебра были подсажены на полимерную основу. В данном исследовани полмерная основа - цистеин содержащая скарлупа. После прижигания на углеродной нанотрубке мы исследовали данные наночастицы ИК спектроскопическим метод. В рисунке 5 видны изменения нитрат серебра до оксидов серебра, тетрагидридоборат натрия до оксидов натрия,1795 см ^-1пик Ag₂O, 2146 см ^-1 пик Na₂O, 2285 см ^-1пик СаО, 1957 см ^-1, 2046 см ^-1, 2345 см ^-1 пики полимер содержащих веществ.

Рис. 5. ИК спектроскопия наночастиц серебра и полимерных веществ после исследования «CN-CVD-100» методом

Выводы

1. Проведен синтез наночастиц серебря путем восстановления водного раствора нитрата серебра боргидридом натрия.

2. Наночастиц серебра исследовали методом ИК спектроскопии.

3. Препараты на основе мелкодисперстных наночастиц серебра обладают широким спектром бактерицидного, бактериостатического и антисептического действия. Они могут найти применение в различных отраслях медицины для лечения и профилактики различных инфекционных заболеваний, в санации и обработке питьевой воды, дезинфекции бассейнов и мест общего пользования, в косметологии - для создания стимулирующих кремов, в лакокрасочной промышленности - для производства бактерицидных водоэмульсионных красок и лаков, в производстве стиральных порошков, мыла и зубных паст, наполнителей, а также как компонент сорбционных фильтров на основе активированного угля для очистки воды и уничтожения болезнетворных микроорганизмов.

Литература

1. Кульский Л.А. Серебряная вода. Киев: Наукова думка, 1987. 104 c.

2. Брызгунов В.С., Липин В.Н., Матросова В.Р. Сравнительная оценка бактерицидных свойств серебряной воды и антибиотиков на чистых культурах микробов и их ассоциациях // Научные труды / Казань: Казанск. мед. ин-т, 1964. Т. 14. С. 121-122.

3. Кузьмина JI.H. Получение наночастиц серебра методом химического восстановления // Л.Н. Кузьмина, Н.С. Звиденцова, Л.В Колесников // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. - 2007. - Т. XXX, №8. - С.7 -12.

4. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы // Успехи химии.- 2008. - Т.77. - №3. - С. 242-269.

5. Петров Ю.И. Кластеры и малые частицы. - М.: Наука, 1986.

6. Головин Ю.И. Введение в нанотехнологию. - М.: Машиностроение-1, 2003. - 112 с.

Размещено на Allbest.ru