سامانه ثبت نام

معرفی نانو ذرات و کاربردهای آن

11 شهریور 1395

واحد پژوهش نخستین همایش بین المللی شیمی ایران به معرفی نانو نقره، روش های سنتزی و کاربرد های آن در صنعت برای علاقه مندان به این بحث پرداخته است.

نانو نقره چیست؟

نقره عنصر سفید و براق فلزی می باشد و در موقعیت چهل و هفتم جدول تناوبی قرار گرفته و با نماد Ag که از کلمه ی Argentum می آید، نشان داده می شود. نقره ی خالص دارای بالاترین هدایت الکتریکی و گرمایی در بین تمامی عناصر می باشد. همراه با طلا، که از عناصر کمیاب و گرانبها هستند نقره بطور گسترده ای در تاریخ بشری برای هزاران سال بکار برده شده است. نقره قادر است 650 نوع مریضی را که ناشی از میکرو ارگانیسمهاست از بین ببرد.  از جمله کاربردهای نقره می توان به جواهرات، ابزار آشپزخانه، پول، آلیاژهای دندانی، عکاسی و غیره اشاره کرد . در میان کاربرد های بسیار زیاد نقره، استفاده از خاصیت ضدعفونی کنندگی آن برای مقاصد بهداشتی و پزشکی قابل توجه و اهمیت می باشد؛ اگرچه تا به حال مکانیزم عمل آن بطور کامل درک نشده است. ظروف نقره ای در زمان های قدیم برای ذخیره ی آب و ... استفاده می شد..

پودر نقره به نظر هیپوکراتیس (Hippocrates) ، پدر علم پزشکی نوین ، دارای اثرات شفادهندگی و ضد مریضی بوده و در لیست درمانی برای زخم ها قرار داشت. ترکیبات نقره ای به مقدار زیادی  در کاربرد های پزشکی داخل شدند. ترکیبات نقره سلاح اصلی در مقابل زخم های عفونی در جنگ جهانی اول بود تا اینکه آنتی بیوتیک ها تولید شدند. در سال 1884 پزشکان متخصص آلمانی CSF، محلول چشمی یک درصد نیترات نقره را برای جلوگیری از Gonococcal ophthalmia neonatorum معرفی نمودند که گفته می شود اولین مقاله ی علمی مستند برای کاربردهای پزشکی نقره می باشد. به علاوه استفاده از کرم های سولفادی آدین نقره برای مصارف  ضد باکتری بوده که بطور گسترده ای برای زخم ها و سوختگی های شدید استفاده می شود..

لکه دار شدن برگشت ناپذیر پوست و چشم ناشی از Argyria یا Argyvosis که از رسوب دادن نقره ناشی می شود. تماس طولانی مدت با نقره یا ترکیبات نقره باعث گسترش آن می شود. به علت این مشکل و همچنین اثرات آنتی بیوتیک هایی مانند پنیسیلین و سفالوسپورین ها، شهرت نقره به عنوان یک عامل ضد عفونی کننده فراموش گردید. با پیشرفت علم جدید نقره توانست جایگاه از دست رفته اش را باز یابد. نقره ی فلزی با خواص و موفولوژی جدید با توجه به نتایج غیر رایج در تکنولوژی مهندسی جدید مطرح شد.

نقره ی فلزی به صورت ذرات خیلی ریز که سایز آن ها در حد نانومتری اندازه گیری شده، به وجود آمد. زمانیکه این ذرات بصورت یک بعدی با سایز کمتر از nm 100 به وجود آمد، آن ها را نانو ذرات نامیدند. این ذرات خواص غیرمعمول فیزیکوشیمیایی و فعالیت های بیولوژیکی از خود نشان می دهند.

 با انجام فعالیت های تحقیقاتی وسیع، بکاربردن نانو ذرات نقره (نانو نقره) به ویژه در حوزه ی سلامتی بصورت گسترده ای گسترش یافت. با توجه به گزارشات تحقیقاتی نانو نقره به عنوان یکی از مقوله های تولید که به سرعت در بازار و صنعت نانو تکنولوژی رشد می کند نمایان شده است. هنوز فعالیت آنتی باکتریالی قوی جهت گیری اصلی برای گسترش محصولات نانو نقره می باشد.

گستره ی وسیعی از این محصولات در بازار وجود دارد به عنوان مثال در زمینه ی پزشکی، پوشش روی زخم، ، ابزار های جراحی و پروتزهای استخوان تماماً  با نانو نقره پوشش داده می شوند. در زندگی روزمره مشتری ها ممکن است از اسپری های اتاق حاوی نانو نقره، شوینده های لباس، خالص سازی آب و رنگ دیوار استفاده کنند. نانو نقره همچنین در نساجی برای تهیه لباسها ، لیاسهای زیرو جورابها وارد شده اند. ماشینهای لباس شویی وجود دارند که با تکنولوژی نانو نقره کار می کنند. تخمین زده شده است که در بخش پزشکی و حفظ سلامت ، از میان تمام مواد نانویی ، کاربرد نانو نقره در بالاترین درجه تجاری شدن قرار دارد.

مکانیزمهای پیشنهادی برای عملکرد و اثر نانو ذرات نقره:

1.   نانو ذرات نقره پتانسیل غشایی پلاسما را ناپایدار می کند که نتیجه آن کاهش سطح ATP ( آدنوزین تری فسفات) درون سلول می باشد این عمل با هدف قرار دادن غشاء سلول باکتری انجام می شود و باعث مرگ باکتری می گردد.

2.   بار کلی سلولهای باکتری در PH بیولوژیکی منفی می باشد ، چون در این ساختار گروههای اسیدی زیادی وجود دارند که تفکیک آنها باعث می شود دیواره سلولی بار منفی به خود بگیرد. اختلاف بار ( تفاوت بار) باکتریها و نانو ذرات باعث چسبندگی و افت فعالیتهای زیستی ، ناشی از نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی است.

3.   نانو ذرات نقره موجب از هم گسستن اجزای ممانعت کننده ( حفاظ) موجود در غشاء خارجی باکتری می شود که باعث آزاد شدن تصاعدی مولکولهایی نظیر LPS ( لیپو پلی ساکارید) و پورین ها از غشاء سیتو پلاسمی می شود.

4.   اتصال نقره به گروههای عاملی پروتئین ها و ایجاد پیوند با آنها ، باعث از بین رفتن خواص اصلی (Denaturation) پروتئین ها می شود..

5.   نانو نقره فقط به سطح غشاء سلولی نمی چسبد بلکه به درون سلولها هم نفوذ می کند. نانو نقره پس از نفوذ به داخل سلول باکتری آنزیمهای آن را غیر فعال کرده و با تولید هیدروژن پراکسید باعث مرگ باکتری می شود.

6.   فعالیت بالای نانو نقره مربوط به انواع گونه هایی است که در آنها که می توانند Ag0 و Ag+ را آزاد کنند.

7.   نانو ذرات نقره بعد از چسبیدن به سطح غشاء سلولی ، سیستم تنفسی را به صورت برهمکنش آنزیم با زنجیره تنفسی باکتری با Ag+ تخریب می کنند.

8.   Ag+با گروههای تیولی آنزیمهای حیاتی واکنش داده و آنها را غیر فعال می کند. همچنین پیشنهاد شده است که DNA ی باکتری ، توانایی تکثیر خود را زمانی که تحت یونهای نقره قرار دارد از دست می دهد.

9.   نانو نقره تحرک پروتون در غشاء را از بین می برد. این نتایج همچنین با کاهش شدید پتاسیم درون سلولی که تحت تاثیر نانو نقره قرار دارد انجام می شود. 

روشهای سنتزی نانو نقره در فاز محلول:

روشهای مختلفی برای سنتز نانو ذرات نقره استفاده شده اند که می توان احیای شیمیایی یونهای نقره در محلولهای آبی یا غیر آبی، روشهای بر پایه بستر، احیای الکتروشیمیایی ، احیا به کمک امواج اولتراسونیک، احیای فتو کاتالیتیکی یا احیا توسط تهییج نوری، سنتز به کمک امواج ریز موج، احیای تابشی، روش میکرو امولسیون ، احیای بیو شیمیایی و ... را نام برد.

مهمترین نکته در سنتز نانو ذرات نقره جلوگیری از کلوخه شدن و به هم چسبیدن این نانو ذرات در طول سنتز و نگهداری آنها می باشد. معمولا از مواد آلی خاصی نظیر مواد فعال سطحی مثل سورفکتنت ها ، پلیمرها و لیگاندهای پایدار کننده برای اثر ناپذیر ساختن ذرات برای جلوگیری از توده ای شدن آنها استفاده می شود. ترکیبات آلی می توانند از به هم چسبیدن نانو ذرات ممانعت کنند و اجازه دهند تا نانو ذرات جدا از هم تولید شوند. مواد پلیمری هم معمولا به عنوان عوامل محافظت کننده برای جلوگیری از انباشتگی از طریق برهمکنش آنها با نانو ذرات کوچک استفاده می شوند. انتخاب عوامل محافظت کننده یکی از فاکتورهای اساسی در تهیه نانو ذرات می باشد به دلیل اینکه فرایند های رشد نانو نقره توسط پایدار کننده ها قابل کنترل می باشد امکان دستکاری در شکل و سایز نانو ذرات نقره به وسیله انتخاب پایدار کننده های متفاوت وجود دارد. پس عوامل محافظت کننده مختلفی جهت بدست آوردن اشکال مختلف نانو ذرات نقره به کاربرد هدف امکان پذیر است.

احیای شیمیایی یکی از روشهای تولید نانو ذرات می باشد اما دارای یک اشکال عمده است. واکنشگرها و سیستم واکنشی از عوامل شیمیایی سمی می باشند که می توانند به عنوان یک تحدید برای محیط زیست و سلامتی مطرح باشند. به منظور غلبه بر محدودیتهای احیای شیمیایی و اثر ناپذیر کردن نانو ذرات در مقابل توده ای شدن روشهای مختلفی استفاده شده است .

شرکت نانو پاک پرشیا با استفاده از تکنیکهای جدید نانو ذرات نقره را با  ایمن ترین روش و با حالت پایدار تولید می نماید.

از میان کاربردهای فراوان محصولات نانویی نقره به اختصار به دو مورد از این کاربرد ها  :استفاده از نانو ذرات نقره در مصارف ضد میکروبی و کاربرد نانو ذرات نقره در نساجی از کتاب" نانوبیوتکنولوژی" پرداخته می شود .

استفاده از نانو ذرات نقره در مصارف ضد میکروبی:

توسعه مقاومت جدید باکتری ها به آنتی بیوتیکها یک مشکل اساسی در حوزه سلامتی می باشد. از آنجایی که نانو ذرات نقره خواص ضد باکتری ، ضد قارچ و ضد ویروس ها و پروتوزوئر ها می باشند می توان با افزودن مقدار اندکی از این مواد در پوشش به تعداد بسیار زیادی از این ذرات نانو متری در واحد سطح دست یافت. این پوششها برای تمام سطوحی که با دست لمس می شوند، مثلا در بیمارستانها، ادارات، اماکن عمومی و حتی در منازل مسکونی بکار روند. تاثیر ناو ذرات نقره بر روی باکتری های گرم منفی مانند اشریشیاکلی، ویبریوکلرا، سالمونلاتیفی، سودوموناس آئروجینوزا مورد مطالعه قرار گرفته است.

نانو ذرات نقره بر روی ویروسها هم موثر بوده و به گروههای SH گلیکوپروتدین های سطح ویروس متصل شده و مانع از اتصال آنها به سلول میزبان می گردد. این ماده بر روی تمام ویروسهای DNA ، RNA و پوشش دار و بدون پوشش موثر است. در آزمایشهایی که بر روی ویروس HIV ( عامل بیماری ایدز) انجام شده  است مشخص گردیده که این ویروس همراه با نانو ذرات نقره در مدت 3 ساعت در 37 درجه سانتی گراد به طور 100% نابود می گردد.  نانو ذرات نقره نسبت به آنتی بیوتیکها دارای مزایایی می باشند که در زیر به تعدادی از آنها اشاره می شود:

-        باکتریها به نانو ذرات نقره مقاومت پیدا نمی کنند ، زیرا نانوذرات نقره بر روی قسمتهای مختلف و آنزیمهای متعددی موثر هستند.

-        نانوذرات نقره بر روی طیف گسترده ای از باکتریها موثر هستند.

-        نانو ذرات بر روی سلولهای انسانی اثر سوء ندارند زیرا سلولهای انسانی به صورت بافت هستند.

-        بر خلاف آنتی بیوتیکها که پس از واکنش با سلول تغییر شکل یافته و بی اثر می شوند ، نانوذرات نقره پس از اثر بر میکروبها آزاد شده و بر میکروارگانیسمهای دیگر تاثیر می گذارند.

کاربرد نانو ذرات نقره در نساجی:

طی آزمایشاتی که از نانو ذرات نقره به تنهایی و یا به صورت همراه ( با پلیمرهایی که با محلول کلوئیدی نقره بوده اند) ، بر روی باکتری های مختلف از جمله باکتری استافیلوکوکوس ارئوس به عنوان نماینده گرم مثبت و اشریشیاکلی به عنوان نماینده گرم منفی ، مورد بررسی قرار گرفت ، زمانی که نانوذرات نقره به تنهایی برای گندزدایی استفاده می شود تا 99% از باکتریها از بین می روند. هرگاه الیاف یا پلیمری که در محلول کلوئیدی نانونقره قرار گرفته تحت شرایطی خشک گردد الیافی که به این طریق تهیه شد خواص باکتریواستاتیکی داشته و در نتیجه می توان استنباط کرد که نانوذرات نقره با اندازه کوچکتر تاثیر بالقوه ی آنتی باکتریایی بر پلیمرها و پلی استرهای الیاف دارد و نسبت به سایر ذرات ریز نانوذرات نقره دارای سطح تماس بیشتری می باشد.

پوششهای ضد باکتریایی به سه دلیل عمده برای پلیمرها و فیلترها بکار می روند:

-        برای کنترل گسترش بیماری و خطر عفونتهایی که در پی جراحت ایجاد می شود.

-        کنترل انواع بوها مثل بوی رنگ و یا بوی عرق.

-        جلوگیری از فساد و پوسیدگی مواد ، خصوصا آنهایی که از جنس الیاف طبیعی هستند.  

 علاقه مندان می توانند جهت ثبت نام در همایش شیمی کلیک نمایند.

برچسب: نخستین همایش بین المللی شیمی ایران، شیمی، شیمی تجزیه، شیمی معدنی، شیمی آلی، بیو شیمی، پلیمر های معدنی، سینتیک و مکانیسم واکنش های معدنی، سنتز و شناسایی ترکیبات معدنی، شیمی آلی فلزی، نانوشیمی، الکتروشیمی ترکیبات معدنی، نفت ، گاز و پتروشیمی، خوردگی، شیمی دارویی، کاربرد شیمی در صنایع غذایی، کاربرد شیمی در محیط زیست، فیتو شیمی، نانو ذرات، نانو و صنعت، روش های سنتز و شناسایی نانو ساختار ها، کنگره بین المللی شیمی، شیمی ایران، همایش شیمی،الکتروشیمی،اوربیتال، اتم، مولکول،پتروشیمی، فراخوان مقاله شیمی، فراخوان مقاله های شیمی، فراخوان مقالات شیمی، مقاله، پایان نامه، جزوه های ارشد ، کنکور ارشد ، گواهی نامه کنگره ، گواهی نامه کنفرانس ، گواهی نامه همایش ، چاپ مقالات، چاپ مقالات گواهی نامه ،دریافت مقاله ، اکسپت مقالات ، نمایه شدن مقاله ، نمایه شدن مقالات ، ارسال گوهی نامه ، دریافت گواهی پیش از موعد ، هیات علمی ، نگارش مقاله ، راهنمای نگارش مقاله

 

 


981
مطالب مرتبط


لطفا با تكميل فرم ، نظرات ، پيشنهادات و انتقادات خود را در مورد مطلب منتشر شده با ما در ميان بگذاريد.
پيام شما پس از تاييد توسط مدير سايت ، منتشر خواهد شد.
 

 
Captcha


 
مجلات حامی

تماس با دبیرخانه

 

02133699094 

09193519331

 

02189786524

conf.ntpco[at]gmail.com

مرکز همایش