63

ЗМІСТ

ВСТУП 6

Мета роботи 7

Актуальність роботи 7

Практичне значення 7

Стуктура та обсяг роботи 7

РОЗДІЛ 1 МЕТОДИ СИНТЕЗУ ТА ВЛАСТИВОСТІ НАНОЧСТИНОК СРІБЛА (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ) 8

1.1 Методи синтезу НЧС 8

1.2 Антибактеріальні властивості колоїдів НЧС 11

Противірусна активність НЧС 13

1.3 Застосування НЧС 24

1.3.1. Використання НЧС у фотодинамічній терапії 25

1.4. Ag-вмісні наноструктури на основі нанокристалічного оксиду заліза 28

1.5. Вплив НЧС на організм людини 29

РОЗДІЛ 2 МЕТОДИ ТА МЕТОДИКИ ДОСЛІДЖЕННЯ 32

2.1 Синтез магнітної рідини 35

2.2 Синтез композиту Fe₃O₄@Ag 35

2.3 Спектрофотометричний аналіз 36

2.4 Просвічуюча електронна мікроскопія 36

2.5 Інфрачервона Фур’є-спектроскопія 36

РОЗДІЛ 3 РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ 38

3.2. Синтез магніточутливих наноструктур на основі Fe₃O₄/Ag 49

РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ 55

4.1 Виявлення та аналіз ШНВФ на проектному об’єкті (в умовах виконання експериментальної частини науково-дослідної роботи) 55

4.1.1 Повітря робочої зони 55

4.2 Виробниче освітлення 58

4.3 Захист від виробничого шуму та вібрації 59

4.4 Електробезпека 59

4.5 Безпека в надзвичайних ситуаціях 61

4.6 Атестація робочого місця дослідника в лабораторії 62

4.7 Пожежна безпека 63

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 65

ВСТУП

Розвиток нанотехнологій веде до появи безлічі матеріалів, які містять нанорозмірні частинки. В даний час обсяг промислового виробництва різноманітних наночастинок становить вже сотні тисяч тонн. У нанорозмірному стані багато речовин набувають нових властивостей і стають в біологічному відношенні вельми активними. Це, з одного боку, відкриває нові можливості використання наноматеріалів в галузі біомедицини, фармакології, виробництві продуктів харчування, при вирішенні екологічних та сільсько-господарських проблем.

Отримання стабільних концентрованих водних дисперсій із заданими фізико-хімічними властивостями на базі наночастинок срібла є необхідною стадією при створенні наноструктурних матеріалів, що застосовуються в мікроелектроніці, електрохімії, при синтезі оптико електронних сенсорів, пігментів ін. У зв'язку з бактерицидними властивостями іонів срібла його нанодісперсіі можуть служити основою для створення нових класів бактерицидних препаратів, різного роду лікарських речовин.

Головним питанням залишається можливість отримання дисперсної системи з необхідною стійко стю в часі і до дії зовнішніх чинників.

У зв'язку з цим метою даної роботи було изу чення впливу умов синтезу наночастинок срібла на стійкість нанодісперсій срібла. Для характеристики властивостей синтезованих нанодисперсних систем срібла використовувався ряд методів, в тому числі просвітчаста електронна ми кроскопія.

З відкриттям антибіотиків і сульфаніламідів інтерес до препаратів срібла дещо знизився.

В останні роки протимікробні властивості срібла знову стали привертати до себе увагу. Це пов'язано із зростанням алергічних ускладнень антибактеріальної терапії, токсичною дією антибіотиків на внутрішні органи і придушенням імунітету, виникненням грибкового ураження дихальних шляхів і дисбактеріозу після тривалої антибактеріальної терапії, а також появою стійких штамів збудників до використовуваних антибіотиків.

Підвищений інтерес до срібла виник знову у зв'язку з виявленим його дією в організмі як мікроелемента, необхідного для нормального функціонування органів і систем, імунокоригуючими , а також потужними антибактеріальними та противірусними властивостями.

Мета роботи

Метою роботи є проведення різноманітних видів синтезу наночастинок срібла (НЧС), дослідження властивостей колоїдних розчинів НЧС та їх біомедичне використання.

Актуальність роботи

Вивчення процесу синтезу та властивостей готового продукту наночастинок срібла є доцільним та перспективним, бо з цим пов’язано вирішення проблем нанобіобезпечності пов'язане з визначенням пріоритетних техногенних наночастинок, що можуть завдати шкоду організму.

Практичне значення

Знаходження оптимальних методів синтезу наночастинок срібла (НЧС) з метою їх використання в медицині, промисловості та у повсякденному житті.

Завдяки вивченню та аналізу синтезу можна адаптувати форму та розміри НЧС під певні потреби.

Стуктура та обсяг роботи

Даний диплом складається з 65 сторінок., 6 таблиць, 18 рисунків та 29 джерел

РОЗДІЛ 1 МЕТОДИ СИНТЕЗУ ТА ВЛАСТИВОСТІ НАНОЧСТИНОК СРІБЛА (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Наночастинки і наноматеріали володіють комплексом фізичних, хімічних властивостей, а, також біологічною дією, що радикально відрізняється від властивостей цієї реяовини в формі суцільних фаз або макроскопічних дисперсій.

Серед наноматеріалів особливу увагу привкртають до себе НЧС. Їх виготовляють у вигляді водних або органічних колоїдних дисперсій, стабілізованих поверхнево активними речовинами (ПАР)

Згідно з різними методиками та підходами синтезу НЧС можливо синтезувати наночастинки різних форм і розмірів.

Наносрібло застосовують для надання антимікробних, антисептичних властивостей різним поверхням і матеріалам, предметам побутового вжитку, косметичним засобам, системам очистки води та повітря, упаковкам для харчових продуктів, перев’язувальним матеріалам в медицині.

У літературі наведені приклади успішного застосування нанопрепаратів срібла при лікування хворих на остеомієліт, опіковиих, гнійних ран, захворювання органів малого тазу.

Наночастинки срібла зазвичай мають розміри до нм та включають в себе 20-15000 атомів срібла.

1. Методи синтезу нчс

Різномаїття методів синтезу НЧС дають змогу коригувати час, розмір, форму, а, значить і змогу маніпулювати властивостями даного матеріалу.

Успіхи в науковому дослідженні та використанні наночастинок металів (НМ) значно залежать від можливостей методів синтезу – від того, чи дає змогу вибраний метод отримувати НМ, які задовольняють вимоги конкретного наукового чи практичного завдання нанотехнологій. Однією з основних особливостей НМ є хімічна активність, зумовлена їхньою підвищеною здатністю до іонного чи атомного обміну, адсорбції на різноманітних поверхнях, до утворення поверхневих зв’язків з іншими адсорбувальними частинками та ін. Висока реакційна здатність НМ спричиняє їхню нестабільність, тому важливою проблемою є синтез НМ заданого розміру, які протягом достатньо тривалого часу зберігають високу хімічну або біологічну активність. У разі хімічного синтезу НМ використовують різноманітні варіанти, що відрізняються типом відновника і системи, у якій відбувається процес.

До них відносяться традиційні методи, такі, як цитратний, боргідридний, синтез в двофазних водно-органічних системах, синтез в зворотніх міцелах. Та нетрадиційні методи, що включають в себе наявність специфічної апаратури та хімічних реагентів, а саме, метод лазерної абляції, радіолітичний метод, вакуумне випарювання металу, та біологічний синтез.

Цитратний метод отримання, що розроблявся Туркевичем наночастинок золота, застосовний і до отримання наночастинок срібла. Але, оскільки срібло активний метал, то синтез наночастинок срібла відбуваєтьсябільш складно через здатність срібла до швидкого окислення іагрегації. Для посилення стійкості колоїдних розчинів срібла наночастинки необхідно стабілізувати. У цитратному методі отримання наночастинок срібла і відновником і стабілізатором служить цитрат-аніон, одержуваний при розчиненні у воді трехзаміщенній натрієвій солі лимонної кислоти. При нагріванні розчину і окисленні цитрат-аніону утворюється ацетондікарбонові і ітаконовою кислоти. Цікавість цього методу полягає в тому, що цитрат йон виступає і відновником і стабілізатором.

Ag⁺ + R

Ag + R  Ag_x ------------------ Ag_m ---------- Ag_n

Де, Ag_x - кластери срібла (< 1нм), Ag_m- первинні часточки стабілізовані цитратом, Ag_n – кінцеві часточки, R – відновиник.

На кінетику утворення і ріст НМ, а відповідно, і дисперсність, впливає природа й концентрація відновника. Зменшенню середніх розмірів НМ сприяє зниження концентрації речовин, які реагують, і температури розчину, уведення в нього комплексоутворювальних реагентів або поверхнево-активних речовин. Процес формування металевих колоїдів зазвичай проводять за гранично допустимої концентрації відновника, що забезпечує високу швидкість відновлення йонів металів і стабільність колоїдних НМ, які утворилися.

Синтез НЧС в розгалужених полімерних матрицях. Якщо використовувати у якості матриці неіонних розгалужених кополімерів декстран-поліакриламід утворюються стабільні золі в інтервалі температур від 0°С до 80°С. Проведення синтезу при 80°С із застосуванням лінійної матриці призводить до активної агрегації наночастинок, тому стабільний золь отримати неможливо. Золі срібла, отримані в аніонному лінійному ПАА були схильними до агрегації (утворення осаду) навіть при кімнатній температурі. В розгалужених аніонних полімерних матрицях спостерігали появу незначної кількості осаду зразу після синтезу, потім система залишалась стабільною.

Рис. 1 Розподіл наночастинок срібла за розмірами, синтезованих в матриці кополімеру декстран-поліакриламід а) після синтезу б) через 24 місяця