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銀ナノ粒子の多様な形状: なぜ科学者はこれほど魅了されるのでしょうか?
銀ナノ粒子とは、1 ナノメートルから 100 ナノメートルの間のサイズの銀粒子を指します。多くの場合「銀」と表現されますが、多くの銀ナノ粒子は実際には、表面原子とバルク結合原子の比率が非常に高いため、より高い割合で酸化銀を含んでいます。科学者は、用途のニーズに応じて、さまざまな形状のナノ粒子を構築できます。最も一般的な形状は球形ですが、ダイヤモンド、八角形、フレークなどの形状もあります。これらのナノ粒子の表面積が大きいため、多数のリガンドを吸着することができ、さまざまな分子を捕捉することができます。
人間の病気を治療する銀ナノ粒子の可能性は、その有効性、生物学的安全性、生体内分布を評価するための実験室および動物実験を通じて研究されています。
銀ナノ粒子を調製するには多くの方法がありますが、最も一般的なのは湿式化学法です。このプロセスでは、通常、AgNO3 や AgClO4 などの銀イオン錯体が使用され、還元剤の助けを借りてコロイド銀に変換されます。銀原子間に十分な結合がある場合、銀原子は安定した表面を形成でき、粒子が臨界半径まで成長すると安定になります。このプロセス中に、多くの分子が銀粒子の表面に付着し、その結果、銀ナノ粒子が安定します。
現在、研究者らは、還元糖法、クエン酸還元法、ポリオール法など、さまざまな方法で銀ナノ粒子を合成しています。それぞれに独自の合成技術があり、異なる条件によって異なる形状とサイズの銀が生成されます。ナノ粒子。
合成方法
湿式化学法
湿式化学は、銀ナノ粒子を合成する最も一般的な方法です。このプロセスでは、還元剤の作用により銀イオンがナノメートル状態に還元されます。この方法には、さまざまな異なる還元剤と合成条件が組み込まれており、ナノ粒子の形状とサイズを効果的に制御できます。
単糖類の還元法
単糖類還元法は、グルコースやフルクトースなどの単糖類を使用して銀イオンを還元する単純な方法で、通常、ニッケルやその他の化学薬品を使用せずに 1 段階で完了します。研究によると、この方法は環境に優しいだけでなく、ナノ粒子のサイズを正確に制御できることがわかっています。
クエン酸還元法
この方法は 1889 年に初めて記録され、銀源をナノ銀に還元する還元剤としてクエン酸を使用しました。このプロセスはシンプルで実装が容易であり、銀ナノ粒子の単一スケールの大量生産を合成するためによく使用されます。
ポリオール法
ポリオール法では、ナノ粒子のサイズと形状を高度に制御できます。エチレングリコールは、銀ナノ粒子を合成するための還元剤としてよく使用されます。温度や化学環境などの反応条件を変更することで、さまざまな形状のナノ粒子を生成できます。
光媒介合成
光媒介合成法は、光のエネルギーを使用して銀ナノ粒子の形成を促進することにより、新しい合成経路の開発に役立ちます。
生合成
近年、生合成法の出現により、従来の合成法に代わる環境に優しい代替手段が提供されています。植物、菌類、さらには動物の抽出物を使用して銀ナノ粒子を合成すると、環境汚染を削減できるだけでなく、合成プロセスの効率と安定性も向上します。
銀ナノ粒子の生物学的調製は環境に優しいだけでなく、銀ナノ粒子の安定性をさらに高めることができ、医療および環境用途で銀ナノ粒子をより適切に使用できるようになります。
研究が進むにつれ、科学者たちは銀ナノ粒子の多様性とその潜在的な用途にますます興味を持ち始めています。これらのナノ粒子を探索する過程で、銀ナノ粒子の将来の開発がどのような新しい技術応用時代に私たちを導くのかを考えずにはいられません。
