RO137771A0 - Metodă ecologică de preparare de nanoparticule cavitare de metal nobil - Google Patents
Metodă ecologică de preparare de nanoparticule cavitare de metal nobil Download PDFInfo
- Publication number
- RO137771A0 RO137771A0 ROA202300290A RO202300290A RO137771A0 RO 137771 A0 RO137771 A0 RO 137771A0 RO A202300290 A ROA202300290 A RO A202300290A RO 202300290 A RO202300290 A RO 202300290A RO 137771 A0 RO137771 A0 RO 137771A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- nanoparticles
- core
- cavity
- shell
- water
- Prior art date
Links
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 19
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 43
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 25
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 15
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims abstract description 3
- 244000248349 Citrus limon Species 0.000 claims abstract 3
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 28
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 18
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 11
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 9
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 8
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 description 8
- 239000002077 nanosphere Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 4
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 4
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 4
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 4
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M cetyltrimethylammonium chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C WOWHHFRSBJGXCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 239000002069 magnetite nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 229940124597 therapeutic agent Drugs 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 2
- 230000005292 diamagnetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000004141 dimensional analysis Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 2
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 229910002695 AgAu Inorganic materials 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 240000001592 Amaranthus caudatus Species 0.000 description 1
- 235000009328 Amaranthus caudatus Nutrition 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 1
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 1
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N N-Pteroyl-L-glutaminsaeure Natural products C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 1
- 238000001016 Ostwald ripening Methods 0.000 description 1
- 108010064851 Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 239000004178 amaranth Substances 0.000 description 1
- 235000012735 amaranth Nutrition 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229960000800 cetrimonium bromide Drugs 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- DLFDEDJIVYYWTB-UHFFFAOYSA-N dodecyl(dimethyl)azanium;bromide Chemical compound Br.CCCCCCCCCCCCN(C)C DLFDEDJIVYYWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- -1 ferrihydrite Chemical compound 0.000 description 1
- 230000005293 ferrimagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 1
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 1
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011019 hematite Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 150000002630 limonoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002122 magnetic nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000002082 metal nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002091 nanocage Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N nickel ferrite Chemical compound [Ni]=O.O=[Fe]O[Fe]=O NQNBVCBUOCNRFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 235000021118 plant-derived protein Nutrition 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N potassium cyanide Chemical compound [K+].N#[C-] NNFCIKHAZHQZJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 1
- 231100000167 toxic agent Toxicity 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
- B22F1/065—Spherical particles
- B22F1/0655—Hollow particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
- B22F1/054—Nanosized particles
- B22F1/0549—Hollow particles, including tubes and shells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/14—Treatment of metallic powder
- B22F1/145—Chemical treatment, e.g. passivation or decarburisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/17—Metallic particles coated with metal
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0466—Alloys based on noble metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Invenţia se referă la un procedeu ecologic/verde pentru obţinerea de particule cavitare de aur sau de argint cu dimensiuni nanometrice şi/sau micrometrice, stabilizate la suprafaţă cu compuşi naturali pornind de la nanoparticule de tip core - shell (miez - manta/înveliş), în care miezul este magnetic iar învelişul/mantaua este formată dintr-un strat nanometric sau micrometric de metal nobil, nanostructurile cavitare fiind recomandate pentru aplicaţii precum bateriile litiu - ion, cataliză, transport de medicamente, senzori, tratarea apei, nanoreactoare şi celule solare cu pigment fotosensibil. Procedeul conform invenţiei constă în supunerea nanoparticulelor core - shell unui proces de corodare/dizolvare cu un extract din suc de lămâie sau alt extract acidic rezultat dintr-un produs natural într-o concentraţie cuprinsă între 1...100% în soluţia de corodare/dizolvare, proces în urma căruia miezul magnetic este dizolvat, parţial sau total, fie mai lent la temperatura camerei, fie mai rapid la temperaturi cuprinse între 60...100°C, cu menţinerea în stare nedizolvată a învelişului de metal nobil în timpul procesului de corodare/dizolvare, urmat de spălarea succesivă cu apă a particulelor cavitare, în combinaţie cu procese de ultracentrifugare şi redispersarea produsului final în apă sau în alte soluţii pe bază de apă, eventual sub influenţa ultrasunetelor.
Description
OFICIUL DE STÂ^M *377W Cerere de brevet de invenție
O. W3.....vW ..
...........0 9 -06Data depozit
METODĂ ECOLOGICĂ DE PREPARARE DE NANOPARTICULE CAVITARE DE
METAL NOBIL
Autori: Dumitru-Daniel Herea, Nicoleta Lupu, Horia Chiriac, George Stoian, OanaGeorgiana Dragoș-Pînzaru, Gabriela Buema, Cristina Stavilă, Marian Grigoraș, Luminița Lăbușcă, Camelia Mihaela Zară, Anca Emanuela Minuti, Gabriel Ababei, Daniel Gherca
DESCRIEREA INVENȚIEI
Invenția se referă la o metodă ecologică de sinteză de particule de metal nobil cavitare, funcționalizate la suprafață cu molecule naturale. Metoda presupune acoperirea individuală a unor nanoparticule magnetice cu un metal nobil pentru a forma o particulă de tip “core-shell” (miez-înveliș), amestecarea nanoparticulelor core-shell cu un compus acidic organic natural și îndepărtarea totală sau parțială a miezului magnetic pentru a obține nanoparticule de metal nobil cavitare acoperite cu molecule naturale biocompatibile. în esență, prepararea nanoparticulelor cavitare presupune patru etape principale: (a) sinteza particulelor magnetice cu rol de suport de sacrificiu; (b) acoperirea particulelor magnetice cu stratul de metal nobil; (c) dizolvarea miezului magnetic cu ajutorul extractului acidic organic natural; (d) îndepărtarea produșilor de dizolvare și a excesului de acid prin spălări repetate și centrifugare.
Nanostructurile cavitare prezintă o anumită porozitate a stratului de metal nobil care permite astfel trecerea acidului natural către miezul magnetic. Prin porii stratului de metal pot trece și diferite alte molecule organice, incluzând liganzi, agenți tensioactivi și medicamente, care pot fi absorbite în cavitate, oferind compusului caracteristici multifuncționale. în plus, dacă miezul magnetic al nanoparticulelor cavitare rezultate este complet dizolvat, atunci acestea vor fi lipsite de proprietățile magnetice specifice miezului. în caz contrar, nanoparticulele cavitare își păstreză proprietățile magnetice oferite de miezul magnetic parțial dizolvat, însă diminuate proporțional cu gradul de corodare al acestuia.
în diferite cazuri, diametrul particulelor cavitare poate varia între 5 nm și 100 nm, putând atinge dimensiuni micrometrice, de ex., 20 pm, în funcție de dimensiunea miezurilor magnetice de sacrificiu.
Particulele magnetice pot fi de natură feromagnetică, ferimagnetică sau antiferomagnetică. în unele cazuri, miezul magnetic poate fi format din magnetită, magherniță, hematită, ferihidrită, wustită, lepidocrocită, goethită, fier, nichel, cobalt, ferită de nichel, ferită de mangan. Miezul magnetic al particulei poate avea un diametru cuprins, de exe nm și 10 pm.
RO 137771 AO învelișul de metal nobil poate avea o grosime cuprinsă între 1 nm și 5 pm. în cele mai multe cazuri, grosimea poate varia între 2 nm și 20 nm. în unele situații, nanoparticula poate fi activată de o zonă reactivă a unei biomolecule, de exemplu o grupare tiol în cazul nanoparticulelor de aur.
Miezul magnetic poate fi parțial sau complet îndepărtat cu un extract acidic de lămâie. Biomoleculele furnizate de sucul de lămâie pot fi limonoide, flavonoide, carotenoide, vitamine precum acidul ascorbic, acidul folie etc.
în diferite cazuri, particulele cavitare de metal nobil pot fi cuplate cu un agent terapeutic pentru a funcționa ca suporturi transportoare în care agentul terapeutic este depus fie în golul particulei, fie pe suprafața acesteia sau ambele. Agentul terapeutic poate fi, de exemplu, o peptidă, o proteină, un anticorp, o oligonucleotidă, o polinucleotidă sau un medicament.
Proprietățile specifice ale compusului, precum aria crescută a suprafeței exterioare și interioare, dispersibilitatea și stabilitatea excelente, precum și biocompatibilitatea înaltă oferită de compușii naturali proveniți, de exemplu, din sucul de lămâie, îl recomandă pentru aplicații în special din domeniul biomedical, dar și în aplicații de mediu, industria acumulatorilor electrici etc.
Nivelul curent al domeniului
Nanoparticulele cavitare reprezintă o categorie specială de materiale care conțin unul sau mai multe goluri în interior conducând la creșterea suprafeței active pentru același volum ocupat [1],. Aceste nanostructuri sunt materiale cu morfologii în general uniforme, prezentând limite bine definite. Prezența cavităților oferă acestor particule o arie a suprafeței semnificativ mai mare, în timp ce densitatea acestora este mult mai mică decât cea a particulelor compacte din care provin și care prezintă o densitate mai mare pentru volume egale de material. Golurile create în aceste particule pot fi utilizate în diferite scopuri, printre care depozitarea unor substanțe de interes. Aceste nanostructuri cavitare sunt privite ca nanomateriale funcționale cu caracteristici particulare, cum ar fi suprafețe specifice mari, densitate mare de pori și capacitate mare de încărcare, proprietăți care le recomadă pentru potențiale aplicații precum realizarea bateriilor litiu-ion, cataliză, transport de medicamente, senzori, tratarea apei, nanoreactoare și celule solare cu pigment fotosensibil [2].
în general, structurile cavitare pot exista în diferite configurații și diferite arhitecturi, fiind fabricate sub formă de sfere, tuburi, fibre, paralelipipede etc. Deși aceste materiale prezintă caracteristici similare cu alte materiale poroase obișnuite, cum ar fi zeoliții, ele șuhî distincte în ceea ce privește tipul de porozitate [2].
RO 137771 AO
Metodele curente de obținere a nanostructurilor cavitare sunt bazate pe strategii care folosesc (a) substraturi dure, incluzând siliciu amorf, carbonați ai unor metale, sfere polimerice, (b) substraturi moi, incluzând emulsii, vezicule/micelii, bule de gaz, electrospray, sau (c) procese de auto-modelare (“self-templating methods”) cum ar fi gravarea, maturarea Ostwald, efectul Kirkendall și dezlocuirea galvanică [2], în literatura de specialitate sunt oferite o serie de exemple pentru prepararea particulelor cavitare, însă principala metodă de sinteză folosită pentru a obține nanoparticulele cavitare este cea de dezlocuire galvanică. Procesul de reacție se bazează pe diferența potențialelor standard a două metale diferite în soluție [3]. Câteva exemple oferite de literatura de specialitate privind dezlocuirea galvanică, dar și alte metode, sunt date mai jos.
Folosind un proces de reducere/schimb de ioni, Zhang și colaboratorii au sintetizat în două etape nanoparticule de Ag în multistraturi de polielectroliți (PEM). Aceste nanoparticule au fost folosite în continuare ca substraturi pentru a crea nanoparticule cavitare bimetalice AgAu printr-o reacție de dezlocuire galvanică [4], utilizandu-se o soluție de acid cloroauric cu o concentrație de 0,1 mM.
Wang și colaboratorii au preparat în mai multe etape nanoparticule cavitare de Au/Ag printr-o reacție galvanică de dezlocuire. S-a utilizat clorură de cetiltrimetilamoniu (CTAC), 80 mM, pentru a obține o soluție de nanoparticule de Ag acoperită cu CTAC, care a fost tratată în continuare cu diferite concentrații de HAuCU [5],
Xing și colaboratorii au sintetizat nanoparticule cavitare de Ag/Au prin reacția de dezlocuire dintre nanoparticulele de argint și acidul cloroauric. Autorii au propus trei metode de sinteză pornind de la (a) coajă la miez, (b) simetric (normal) de la miez la coajă și (c) descentrat de la miez la coajă. Rezultatele acestora au subliniat că ultima metodă menționată este cea recomandată pentru preparare. în reacția de sinteză au fost implicate trei etape [6].
Gao și colaboratorii au preparat nanoparticule cavitare bimetalice Ag/Pt prin reducerea succesivă a soluțiilor de azotat de argint și acid cloroplatinic cu hidrazină [7].
Literatura de specialitate prezintă un studiu în care a fost investigată o gravare cu acid cetic asistată de oxigen pentru a transforma nanoparticule de Ag-Pt de tip miez-coajă (core shell) în nanostructuri cavitare. Sinteza a fost efectuată la temperatura camerei timp de 4 ore (sub agitare) [8].
Lindley și colaboratorii au raportat o metodă care îmbunătățește controlul sintezei nanoparticulelor cavitare de aur prin dezlocuire galvanică, folosind nanoparticule cobalt ca suporturi [9].
RO 137771 AO
Nhung și colaboratorii au descris o metodă care utilizează o metodă de sinteză în soluții apoase, la temperatura camerei, fără surfactant, utilizând dezlocuirea galvanică și reducerea chimică pentru a produce nanoparticule de PdAgCu (NP) cavitare cu vârfuri ascuțite și ramificate [10].
Wang și colaboratorii au raportat sinteza de nanocoșuri și respectiv de nanosfere cavitare de aur pornind de la nanosfere de polistiren, utilizând un tratament termic și un solvent (N, Ndimetilformamidă - DMF). Nanosferele au fost sintetizate prin atașarea atomilor de aur la suprafețele particulelor de polistiren, care au fost modificate în continuare cu polietilenimină ramificată pentru a îmbunătăți adsorbția atomilor de aur pe suprafață. Apoi, nanocoșurile și nanosferele cavitare de aur au fost obținute prin îndepărtarea polistirenului prin tratament termic în DMF [11].
Wang și colaboratorii au creat nanostructuri cavitare de aur prin reducerea treptată a Au(III) prin utilizarea surfactantului cationic hexametilen-l,6-bis (bromură de dodecil dimetilamoniu) ca substrat. S-a observat că ionii Au(I) obținuți din reducerea Au(III) cu acid ascorbic pot ajuta surfactantul să formeze vezicule care ulterior acționează ca suporturi moi pentru nanostructurile cavitare de aur la reducerea ulterioară a Au(I) la Au(0) de către NaBH4 [12].
Depciuch și colaboratorii au utilizat o metodă de sinteză a nanoparticulelor poroase/cavitare de aur, folosind bromură de cetrimoniu ( CTAB), acid tetracloroauric hidrat uCU), azotat de argint (AgNCh), borohidrură de sodiu (NaBH4), acid ascorbic (CâHgOâ)
[13]·
Liang și colaboratorii au fabricat nanosfere cavitare de aur, utilizând nanoparticule de cobalt ca suporturi de sacrificiu, prin varierea raportului stoichiometric al HAuCU față de agenții reducători. Formarea nanostructurilor cavitare a fost atribuită reacției de reducere inițială a HAuCU de către nanoparticulele de cobalt, urmată de reducerea cu NaBH4. în final, nanosferele cavitare de aur au fost acoperite un strat gros de silica [14].
Graf și van Blaaderen au sintetizat nanoparticule de S1O2 prin metoda Stober și au sorbit particule de aur la suprafață pentru a forma un strat stabil de aur. în final, au obținut nanosfere cavitare de aur prin dizolvarea miezului de S1O2 cu acid fluorhidric [15].
Zhong și colaboratorii au folosit produsul rezultat din reticularea glucozoxidazei cu aldehidă glutarică ca substrat de sacrificiu. Folosind apoi acid ascorbic pentru a reduce HAuCU, au depus un strat nanometric de aur pe suprafața substratului, obținând în final nanosfere cavitare de aur [16].
ίΌ
RO 137771 AO în brevetul US 8,877,250 B2 este descrisă o metodă de preparare de nanoparticule polimerice cavitare pentru utilizare pe scară largă în cauciucuri, produse pentru anvelope și sisteme de livrare farmaceutică. Metoda se bazează pe utilizarea a diferiți polimeri și dizolvarea controlată doar a polimerului/polimerilor folosiți ca miez cu ajutorul solvenților aromatici.
în brevetul US 2018 / 0071225 Al este descrisă o metodă de preparare a nanoparticulelor cavitare dublu stratificate. Metoda se bazează pe îndepărtarea suporturilor nanometrice de silica sau arderea suporturilor de carbon pentru a obține fie sfere de carbon, fie sfere de silica cavitare. De asemenea, brevetul descrie și introducerea de materiale magnetice în stratul nanoparticulelor cavitare pentru a le înzestra în mod permanent cu proprietăți magnetice. Metoda de obținere a particulelor cavitare are la bază dezlocuirea galvanică.
în brevetul US 9,051,583 B2 este descrisă o metodă de preparare a nanoparticulelor cavitare de silica. Substratul poate fi de aur sau alt metal care poate fi dizolvat, de exemplu, cu o soluție pe bază de iod sau cianură de potasiu.
în brevetul US 2005/0244322 Al este descrisă o metodă de preparare a nanoparticulelor cavitare de silica care sunt obținute după un tratament chimic cu acid clorhidric a unui substrat de carbonat de calciu peste care a fost depus inițial un strat de silica.
Cavitățile din interiorul particulelor ar putea fi folosite ca micro- sau nanocontainere pentru reacții chimice. De exemplu, speciile chimice încărcate fie în interiorul cavității goale, fie în învelișul poros, pot funcționa ca anod pentru bateriile litiu-ion sau transportori pentru livrarea medicamentelor. în comparație cu alte nanomateriale, nanostructurile cavitare oferă posibilitatea suplimentară de utilizare a golurilor pentru funcții specifice, cu sau fără funcționalizarea chimică a suprafețelor.
Metodele raportate pentru sinteza de nanoparticule cavitare de metal nobil sunt însă complexe, consumatoare de energie, deseori utilizând compuși toxici, cum ar fi clorura de tiltrimetilamoniu, hidrazină sau polielectroliți, care necesită prin urmare procese complexe și profunde de spălare/purificare pentru a fi potrivite pentru diferite aplicații, în special pentru aplicații biomedicale in vitro sau in vivo.
Problema pe care o rezolvă invenția
Problemele rezolvate prin invenția propusă constau în înlăturarea dezavantajelor prezentate mai sus, în sensul că metoda prezintă:
- Durabilitate ecologică prin adoptarea unei abordări ecologice, prietenoase cu mediul, prin utilizarea unui acid organic natural, cum ar fi acidul citric din sucul de lămâie, pentru
-7;?· 'f-iÎHÎ/ £\\
RO 137771 AO
dizolvarea miezului/substratului, implicând astfel un proces mai sustenabil din punct de vedere ecologic prin minimizarea utilizării substanțelor chimice nocive.
- Eficiență economică în condițiile în care atât miezul magnetic, atunci când acesta este reprezentat de magnetită, cât și acidul organic natural sunt produse ieftine și ușor accesibile în cantități mari, utilizarea lor în procesul de preparare aducând astfel beneficii semnificative din punct de vedere economic.
- Utilizarea unui substrat/miez biocompatibil cum ar fi, de exemplu, magnetita, în procesul de sinteză, facilitandu-se astfel utilizarea nanostructurilor cavitare într-o varietate de aplicații biomedicale prin minimizarea reacțiile adverse și promovarea interacțiunii în siguranță cu sistemele biologice.
- Stabilizarea nanostructurilor cavitare deoarece permite stabilizarea individuală a acestora prin imobilizarea pe suprafața a diferitelor biomolecule naturale prezente în sucul natural, inclusiv proteine vegetale.
- Versatilitatea crescută în condițiile în care permite obținerea de nanostructuri cavitare din metale nobile cu forme și dimensiuni variate, în funcție de forma și dimensiunea substratului magnetic utilizat, acest aspect oferind posibilități extinse de adaptare la diverse aplicații și
- Rapiditate deoarece produsul final urmărit poate fi obținut în câteva minute dacă se aplică un proces de încălzire în timpul dizolvării suportului magnetic de sacrificiu, acest aspect conducând la economisirea timpului și eficientizarea procesului de preparare.
- Sursă de fier pentrui procese biologice. în cazul în care particula magnetică folosită ca suport de sacrificiu este magnetita, iar aceasta nu este decât parțial dizolvată, nanoparticulele cavitare rezultate pot fi folosite ca surse biocompatibile de fier pentru procese biologice.
Descrierea detaliată a invenției
Procedeul de obținere a nanostructurii cavitare, conform invenției, constă în aceea că un compus hidrosolubil al unui metal nobil, de exemplu, AuHCU sau AgNOs, se dizolvă în apă deionizată la temperatura camerei, apoi se transferă peste o suspensie apoasă care conține un agent reducător, de ex. citrat de sodiu, și particule magnetice, de exemplu, magnetită. Suspensia formată din particule magnetice și agent reducător se poate ultrasonica în prealabil pentru o mai bună omogenizare. Temperatura suspensiei de particule magnetice poate varia, de ex., între 70 °C și 200 °C. Pentru obținerea particulelor de tip core-shell, suspensia obținută se agită fie magnetic/mecanic, fie prin ultrasonicare pentru un anumit timp, de exemplu, . 5...60 min., la diferite temperaturi, fie este supusă unui proces de autoclavare. Pepaicuxsyl
RO 137771 AO reacției de formare a particulelor de tip core-shell, se poate observa, în cazul în care învelișul este de aur sau de argint, o schimbare a culorii suspensiei, care virează la un moment dat de la C ) negru (culoarea magnetitei) spre maro-gălbui (culoarea particulelor magnetită@metal nobil), culoare care depinde însă de raportul masic dintre miez și coajă, precum și de speciile chimice utilizate, dacă sunt folosite altele decât cele oferite ca exemplu în descrierea de față. Procesul /de preparare a particulelor core-shell poate fi inversat, în sensul în care particulele magnetice împreună cu agentul reducător să fie adăugate peste o soluție hidrosolubilă a unui metal nobil.
Separat, sucul obținut de la un fruct, de exemplu, lămâie, se ultracentrifughează, iar — supematantul obținut se amestecă cu o suspensie concentrată de particule de tip core-shell i obținute anterior. Suspensia de particule rezultată se menține ca atare fie la temperatura ν'— camerei, fie la temperaturi mai crescute care pot varia, de exemplu, între 50 °C și 90 °C.
“Ώ Timpul de obținere a nanoparticulelor cavitare de metal nobil depinde de temperatura de lucru. Verificarea calitativă imediată a gradului de obținere a nanoparticulelor cavitare se poate face mai întâi vizual, deoarece culoarea suspensiei se schimbă progresiv până când devine stabilă, iar ulterior prin utilizarea unui magnet permanent puternic care, atunci când ,—materialul magnetic este integral sau în foarte mare parte dizolvat de acidul citric, nu mai permite separarea nanoparticulelor, indicând faptul că în locul miezului magnetic al y— particulelor de tip core-shell a rămas o structură cavitară. Apoi, nanoparticulele cavitare rezultate sunt supuse unui proces de spălare cu apă via centrifugare până la obținerea unui pH de 6 - 6.5. Stabilitatea particulelor cavitare se poate verifica în medii apoase cu tărie ionică crecută, de ex., în soluții de NaCl cu concentrația de 4M. în final, coroborarea măsurătorilor magnetice, de microscopie electronică și a celor spectrofotometrice pot evidenția cu o mai mare exactitate gradul de dizolvare al materialului magnetic și, prin urmare, mărimea ' cavităților formate.
\ Se dau în continuare 2 exemple de realizare a invenției în legătură cu figurile 1-9.
X^Exemplul 1. Prepararea de nanoparticule cavitare de aur
Pentru obținerea acestui tip de nanoparticule, s-au utilizat ca suporturi de sacrificiu nanoparticule de magnetită distribuite omogen într-o suspensie lichidă. Nanoparticulele, cu dimensiuni medii mai mici de 10 nm, au fost preparate prin metoda coprecipitării chimice. Metoda de preparare a utilizat o sare feroasă, o sare ferică și hidroxid de sodiu ca agent de precipitare. Nanoparticulele au fost spălate cu apă deionizată până când pH-ul soluției a atins valoarea de 6-6.5. Τύ . z—
RO 137771 AO
Peste 10 ml din suspensia de magnetită (concentrația 10 mg/ml) au fost adăugate 450 mg de citrat de sodiu. Supensia a fost ultrasonicată 20 de minute. Peste 450 ml apă deionizată aflată la temperatura de 90 °C s-au adăugat 0,4 ml dintr-o soluție apoasă de AuHCh (concentrația 1 g/ml) sub agitare magnetică (500 rpm). După circa un minut, s-a adăugat și suspensia de magnetită ultrasonicată. După circa 20 de minute s-a oprit încălzirea, iar după încă 20 de minute s-a oprit și agitarea. Apoi, suspensia de nanoparticule de tip core-shell a fost concentrată (24:1) prin ultracentrifugare. 0,3 ml din suspensia concentrată a fost amestecată cu 1,5 ml de suc de lămâie, în prealabil centrifugat pentru o oră la 11000 x g. Pentru accelerarea procesului de dizolvare a magnetitei de către acidul citric, suspensia a fost încălzită la 70 °C pentru 30 min., aceasta schimbându-și culoarea de la brun-gălbui la roșucărămiziu la finalul tratamentului termic, un indicator al formării nanoparticulelor cavitare de aur. In final, nanoparticulele au fost spălate de cîteva ori cu apă deionizată.
Structura și unele proprietăți fizice ale nanoparticulelor core-shell, precum și cele ale nanoparticulelor de aur cavitare sintetizate în acest exemplu simt explicate mai jos.
Figura 1 prezintă imagini de microscopie electronică de scanare (SEM) a nanostructurii core-shell și respectiv a nanoparticulelor cavitare de aur obținute în cadrul prezentei invenții.
Figura 2 prezintă o imagine de microscopie electronică de transmisie (UHR-TEM) a nanostructurilor de aur cavitare obținute în cadrul prezentei invenții. Nanoparticulele prezintă margini rotunde și au dimeniuni cuprinse între 5 și 20 nm. Nucleul unor nanoparticule apare mai dens, indicând faptul că miezul magnetic al acestora nu a fost complet îndepărtat.
în Figura 3 este prezentată curba de histerezis a nanoparticulelor de tip core-shell și a nanostructurii cavitare sintetizate conform invenției. Compusul magnetic core-shell prezintă valori foarte scăzute ale câmpului coercitiv și respectiv ale raportului dintre magnetizația relativă și cea de saturație (0,0024), indicând un comportament superparamagnetic al acestora. In contrast, nanoparticulele de aur cavitare prezintă un comportament diamagnetic, indicând astfel că procesul de dizolvare a nanoparticulelor de magnetită după tratamentul cu sucul de amâie a fost unul eficient.
Analiza dimensională a nanoparticulelor cavitare de aur, realizată prin măsurărori de mprăștiere dinamică a luminii (DLS), a arătat un diametru mediu de circa 10 nm (Figura 4), fiind în acord cu imaginile SEM și UHR-TEM.
în Figura 5 este prezentat spectrul UV-VIS al nanoparticulelor cavitare de aur și respectiv al nanoparticulelor cavitare de argint, care prezintă un vârf de rezonanță plasmonică bine reprezentat la 540 nm, în cazul aurului, și respectiv la 440 nm, în cazul argintului
RO 137771 AO
Exemplul 2. Prepararea de nanoparticule cavitare de argint
Peste 10 ml din suspensia de magnetită (concentrația 10 mg/ml), obținută în cadrul Exemplului 1, au fost adăugate 250 mg de citrat de sodiu. Supensia a fost ultrasonicată 5 minute. Peste 450 ml apă deionizată aflată la temperatura de 90 °C s-a adăugat 1 ml dintr-o soluție apoasă de AgNCh (concentrația 72 mg/ml) sub agitare magnetică (500 rpm). După circa un minut, s-a adăugat și suspensia de magnetită ultrasonicată. După circa 20 de minute s-a oprit încălzirea, iar după încă 20 de minute s-a oprit și agitarea. Apoi, suspensia de nanoparticule de tip core-shell a fost concentrată (24:1) prin ultracentrifugare. 0,3 ml din suspensia concentrată a fost amestecată cu 1.5 ml de suc de lămâie, în prealabil centrifugat pentru o oră la 11000 x g. Pentru accelerarea procesului de dizolvare a magnetitei de către acidul citric, suspensia a fost încălzită la 70 °C pentru 30 min., suspensia schimbându-și culoarea de la brun-gălbui la galben la finalul tratamentului termic, un indicator al formării nanoparticulelor cavitare de argint. în final, nanoparticulele au fost spălate de cîteva ori cu apă deionizată.
Structura și unele proprietăți fizice ale nanoparticulelor cavitare de argint sintetizate în acest exemplu sunt explicate mai jos.
Figura 6 prezintă imagini de microscopie electronică de scanare (SEM) a nanostructurii core-shell și respectiv a nanoparticulelor cavitare de argint obținute în cadrul prezentei invenții.
Figura 7 prezintă o imagine de microscopie electronică de transmisie (UHR-TEM) a nanostructurilor de argint cavitare. Nanoparticulele prezintă margini rotunde și dimeniuni cuprinse între 5 și 25 nm, având forme ușor alungite. Ca și în cazul nanoparticulelor cavitare de aur, nucleul unor nanoparticule de argint apare mai dens, indicând faptul că miezul magnetic al acestora nu a fost complet îndepărtat.
Figura 8 prezintă curba de histerezis a nanoparticulelor de tip core-shell și a nanostructurilor cavitare de argint sintetizate conform invenției. Nanoparticulele de argint cavitare prezintă un comportament diamagnetic, indicând astfel că procesul de dizolvare a nanoparticulelor de magnetită după tratamentul cu acid citric natural a fost unul la fel de ficient ca și pentru cele de aur.
Analiza dimensională a nanoparticulelor cavitare de argint, realizată prin măsurărori de împrăștiere dinamică a luminii (DLS), a arătat un diametru mediu de circa 9 nm (Figura 9).
RO 137771 AO io
Bibliografie
1. J. Lee, S.M. Kim, I.S. Lee. Functionalization of hollow nanoparticles for nanoreactor
applications.
Nano
Today
2014,
9(5),
631-667.
https://doi.Org/10.1016/i.nantod.2014.09.003.
S.F. Soares, T. Femandes, A.L. Daniel-da-Silva, T. Trindade. The controlled synthesis of complex hollow nanostructures and prospective applications. Proceedings of the Royal Society A. 2019, 475. https://doi.org/10.1098/rspa.2018.0677.
S.W. Chee, S.F. Tan, Z. Baraissov, M. Bosman, U. Mirsaidov. Direct observation of the nanoscale Kirkendall effect during galvanic replacement reactions, Nature Communications 2017, 8, 1224. https://doi.org/10.1038/s41467-017-01175-2.
X. Zhang, G. Zhang, B. Zhang, Z. Su. Synthesis of Hollow Ag-Au Bimetallic Nanoparticles in Polyelectrolyte Multilayers. Langmuir 2013, 29, 22, 6722-6727. https://doi.org/10.1021/la400728k.
J. Wang, L. Zhang, Y. Huang, A. Dandapat, L. Dai, G. Zhang, X. Lu, J. Zhang, W. Lai, T. Chen. Hollow Au-Ag Nanoparticles Labeled Immunochromatography Strip for Highly Sensitive Detection of Clenbuterol. Scientific Reports 2017, 7, 41419.
https://doi.org/10.1038/srep41419.
T. Xing, H. Ye, X. Hu, Z. Wang, M. Wei, L. He, L. Wu. The synthesizing approach analysis of hollow Ag/Au nanoparticles in replacement reaction between silver nanoparticle and chloroauric acid. Applied Surface Science 2020, 513, 145809. https://doi.Org/10.1016/i.apsusc.2020.145809.
J. Gao, X. Ren, D. Chen, F. Tang, J. Ren. Bimetallic Ag-Pt hollow nanoparticles: Synthesis and tunable surfaceplasmon resonance. Scripta Materialia 2007, 57(8), 687-690. https://d0i.0rg/l 0.1016/j scriptamat.2007.06.049.
S. Chen, S. Thota, G. Singh, T.J. Aimola, C. Koenigsmann, J. Zhao. Synthesis of hollow Pt-Ag nanoparticles by oxygen-assisted acid etching as electrocatalysts for the oxygen reduction reaction. RSC Advances 2017, 74. https://doi.org/10.1039/C7RAQ7721A.
rS.A. Lindley, J.K. Cooper, M.D. Rojas-Andrade, V. Fung, C.J. Leahy, S. Chen, J.Z. Zhang. Highly Tunable Hollow Gold Nanospheres: Gaining Size Control and Uniform alvanic Exchange of Sacrificial Cobalt Boride Scaffolds. ACS Applied Materials & Interfaces 2018, 10, 15, 12992-13001. https://doi.org/10.1021/acsami.8b00726.
10. N.T Tran, H. Liao, X. Feng, Z.Z. Xu, B. Liedberg. Synthesis of highly branched hollow trimetallic PdAgCu nanoparticles. Nanotechnology 2020, 31(18), 185601. 10.108J^ȚÎ6î6528/ab6d25. # --
RO 137771 AO
11. H. Wang, J. Han, W. Lu, J. Zhang, J. Li, L. Jiang. Facile preparation of gold nanocages
and hollow gold nanospheres via solvent thermal treatment and their surface plasmon resonance and photothermal properties. Journal of Colloid and Interface Science 2015, 440, 236-244. https://doi.org/10.1016/j,jcis.2O14.11.004.
12. W. Wang, Y. Han, M. Tian, Y. Fan, Y. Tang, M. Gao, Y. Wang. Cationic Gemini / Surfactant-Assisted Synthesis of Hollow Au Nanostructures by Stepwise Reductions. ACS / Applied Materials & Interfaces 2013, 5, 12, 5709-5716.
https://doi.org/10.1021/am4Ql 1226.
13. J. Depciuch, M. Stec, A. Maximenko, J. Baran, M. Parlinska-Wojtan. controlled synthesis of hollow, porous gold nanoparticles with wide
Temperature range light
absorption. Journal of Materials Science 2020, 55, 5257-5267.
https://doi.org/10.1007/slQ853-020-04345-8.
14. H.P Liang, L.J. Wan, C.L Bai, L. Jiang. Gold Hollow Nanospheres: Tunable Surface Plasmon Resonance Controlled by Interior-Cavity Sizes. The Journal of Physical Chemistry B 2005, 109, 16, 7795-7800. https://doi.org/10,1021 /jp045006f.
15. C. Graf and A. van Blaaderen. Metallodielectric Colloidal Core—Shell Particles for Photonic Applications. Langmuir 2002, 18, 2, 524—534. https://doi.org/10.1021/la011093g.
16. X. Zhong, Y.Q. Chai, R.Yuan. A novei strategy for synthesis of hollow gold nanosphere and its application in electrogenerated chemiluminescence glucose biosensor. Talanta 2014, 128, 9-14. https://doi.org/10,1016/j,talanta.2014.03.071.
RO 137771 AO
FIGURI
Figura 1. Imagini de microscopie electronică de scanare (SEM) a nanostructurii de magnetită@aur de tip core-shell (stânga) și respectiv a nanoparticulelor cavitare de aur (dreapta) obținute în cadrul Exemplului 1.
/ Figura 2. Imagine de microscopie electronică de transmisie (UHR-TEM) a nanostructurilor / cavitare de aur obținute în cadrul Exemplului 1.
Figura 3. Curba de histerezis a nanoparticulelor magnetită@argint (1) și a nanostructurilor . cavitare de aur (2) sintetizate conform invenției în cadrul Exemplului 1.
f Figura 4. Histograma nanoparticulelor cavitare de aur, obținute în cadrul Exemplului 1,
arătând distribuția după mărimi a acestora.
Figura 5. Spectrul UV-VIS al nanoparticulelor cavitare de aur (3) și respectiv de argint (4).
Figura 6. Imagini de microscopie electronică de scanare (SEM) ale nanostructurii de magnetită@argint (stânga) și respectiv a nanoparticulelor cavitare de argint (dreapta) obținute în cadrul Exemplului 2.
Figura 7. Imagine de microscopie electronică de transmisie (UHR-TEM) a nanostructurilor cavitare de argint obținute în cadrul Exemplului 2.
Figura 8. Curba de histerezis a nanoparticulelor de magnetită@argint (5) și a nanostructurilor cavitare de aur (6) sintetizate conform invenției în cadrul Exemplului 2.
Figura 9. Histograma nanoparticulelor cavitare de argint, obținute în cadrul Exemplului 2, arătând distribuția după mărimi a acestora.
Claims (5)
- RO 137771 AOREVENDICĂRI1. Procedeu ecologic/verde pentru obținerea de particule cavitare de aur sau de argint, cu dimensiuni nanometrice sau/și micrometrice, stabilizate la suprafață cu compuși naturali, pornind de la nanoparticule de tip core-shell (miez-manta/invelis), în care miezul este magnetic, iar invelisul/mantaua este formată dintr-un strat nanometric sau micrometric de metal nobil, caracterizat prin aceea că nanoparticulele core-shell sunt supuse (i) unui proces de corodare/dizolvare cu un extract din suc de lămâie sau alt extract acidic rezultat dintr-unprodus natural, proces în urma căruia (ii) miezul magnetic este dizolvat, parțial sau total, fie mai lent, de exemplu, la temperatura camerei, fie mai rapid, de exemplu, la temperaturi cuprinse între 60 °C și 100 °C, cu (iii) menținerea în stare nedizolvată a învelișului de metal nobil în timpul procesului de corodare/dizolvare, urmat de (iv) spălarea succesivă cu apă a particulelor cavitare, în combinație cu procese de ultracentrifugare și (v) redispersarea produsului final în apă sau în alte soluții pe bază de apă, eventual sub influența ultrasunetelor.
- 2. Procedeu ecologic/verde pentru obținerea de particule cavitare de metal nobil, altul decât aurul și argintul, conform procedurii descrise în revendicarea 1.
- 3. Procedeu ecologic/verde, conform revendicărilor 1 sau 2, caracterizat prin aceea că extractul din suc de lămâie sau alt extract acidic rezultat dintr-un produs natural este utilizat într-o concentrație cuprinsă între 1% și 100 % în soluția de corodare/dizolvare.
- 4. Procedeu ecologic/verde, conform revendicărilor 1, 2 și 3, caracterizat prin aceea că procesul de corodare/dizolvare a miezului magnetic al nanoparticulelor are loc la o temperatură cuprinsă între 10 °C și 100 °C.
- 5. Procedeu ecologic/verde, conform revendicărilor 1, 2, 3 și 4, caracterizat prin aceea că procesul de spălare cu apă a particulelor corodate/dizolvate este urmat de o etapă de redispersare/concentrare în apă sau în alte soluții pe bază de apă, eventual sub influența ultrasunetelor.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202300290A RO137771A0 (ro) | 2023-06-09 | 2023-06-09 | Metodă ecologică de preparare de nanoparticule cavitare de metal nobil |
| PCT/RO2023/000014 WO2024253553A1 (en) | 2023-06-09 | 2023-11-23 | Ecological method of preparing cavitary nanoparticles of noble metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA202300290A RO137771A0 (ro) | 2023-06-09 | 2023-06-09 | Metodă ecologică de preparare de nanoparticule cavitare de metal nobil |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO137771A0 true RO137771A0 (ro) | 2023-11-29 |
Family
ID=88969970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA202300290A RO137771A0 (ro) | 2023-06-09 | 2023-06-09 | Metodă ecologică de preparare de nanoparticule cavitare de metal nobil |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO137771A0 (ro) |
| WO (1) | WO2024253553A1 (ro) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1247455C (zh) | 2002-12-30 | 2006-03-29 | 新加坡纳米材料科技有限公司 | 一种二氧化硅介孔材料及其制备方法 |
| JP2007002299A (ja) * | 2005-06-23 | 2007-01-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 管状金属粉末とその製造方法、異方導電フィルム、導電ペーストならびに触媒 |
| US8877250B2 (en) | 2005-12-20 | 2014-11-04 | Bridgestone Corporation | Hollow nano-particles and method thereof |
| US20140012224A1 (en) * | 2006-04-07 | 2014-01-09 | The Regents Of The University Of California | Targeted hollow gold nanostructures and methods of use |
| CN102019427A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-04-20 | 吴浩 | 一种高效吸波粒子、吸波材料及其应用、制备方法 |
| US9051583B2 (en) | 2011-12-19 | 2015-06-09 | Northwestern University | Modified silica shell particles, and methods of making and using the same |
| US20160015652A1 (en) | 2012-02-16 | 2016-01-21 | The Administrators Of The Tulane Educational Fund | Hollow nanoparticles with hybrid double layers |
| CN103128307B (zh) * | 2013-02-05 | 2015-12-02 | 西安金磁纳米生物技术有限公司 | 一种金磁微粒的制备方法 |
| JP6196579B2 (ja) * | 2014-04-23 | 2017-09-13 | 株式会社ノリタケカンパニーリミテド | 白金中空ナノ粒子および該粒子担持触媒体ならびに該触媒体の製造方法 |
-
2023
- 2023-06-09 RO ROA202300290A patent/RO137771A0/ro unknown
- 2023-11-23 WO PCT/RO2023/000014 patent/WO2024253553A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024253553A1 (en) | 2024-12-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mourdikoudis et al. | Magnetic nanoparticle composites: synergistic effects and applications | |
| Liu et al. | Magnetic nanocomposites with mesoporous structures: synthesis and applications | |
| Pham et al. | Spinel ferrite (AFe 2 O 4)-based heterostructured designs for lithium-ion battery, environmental monitoring, and biomedical applications | |
| Zuo et al. | Recent advances in the synthesis, surface modifications and applications of core‐shell magnetic mesoporous silica nanospheres | |
| Zhou et al. | Versatile core–shell nanoparticle@ metal–organic framework nanohybrids: Exploiting mussel-inspired polydopamine for tailored structural integration | |
| Zou et al. | Core–shell magnetic particles: tailored synthesis and applications | |
| Liao et al. | Facile preparation of uniform nanocomposite spheres with loading silver nanoparticles on polystyrene-methyl acrylic acid spheres for catalytic reduction of 4-nitrophenol | |
| Guo et al. | Recent advances in magnetic carbon nanotubes: synthesis, challenges and highlighted applications | |
| Shao et al. | Preparation of Fe3O4@ SiO2@ layered double hydroxide core–shell microspheres for magnetic separation of proteins | |
| Wu et al. | Formation of yolk/SiO2 shell structures using surfactant mixtures as template | |
| Purbia et al. | Yolk/shell nanoparticles: classifications, synthesis, properties, and applications | |
| Schärtl | Current directions in core–shell nanoparticle design | |
| Chen et al. | Hollow/rattle-type mesoporous nanostructures by a structural difference-based selective etching strategy | |
| Wang et al. | Shape-controlled synthesis of hollow silica colloids | |
| Rios et al. | Magnetic (nano) materials as an useful tool for sample preparation in analytical methods. A review | |
| Cai et al. | Bioinspired formation of 3D hierarchical CoFe2O4 porous microspheres for magnetic-controlled drug release | |
| Xiao et al. | “Ship‐in‐a‐Bottle” Growth of Noble Metal Nanostructures | |
| Cao et al. | Surfactant-free preparation and drug release property of magnetic hollow core/shell hierarchical nanostructures | |
| Yang et al. | SiO2@ YBO3: Eu3+ hollow mesoporous spheres for drug delivery vehicle | |
| Risset et al. | RbjMk [Fe (CN) 6] l (M= Co, Ni) Prussian blue analogue hollow nanocubes: A new example of a multilevel pore system | |
| Qu et al. | Facile synthesis of multifunctional graphene oxide/AgNPs-Fe3O4 nanocomposite: A highly integrated catalysts | |
| Xu et al. | Synthesis of a multifunctional nanocomposite with magnetic, mesoporous, and near-IR absorption properties | |
| Povolotskaya et al. | Hybrid nanostructures: synthesis, morphology and functional properties | |
| Ye et al. | Self-etching of metal–organic framework templates during polydopamine coating: nonspherical polydopamine capsules and potential intracellular trafficking of metal ions | |
| Zhang et al. | Facile synthesis of sea urchin-like magnetic copper silicate hollow spheres for efficient removal of hemoglobin in human blood |