Зависимость форм и размеров бионаночастиц серебра

Типичный размер бионаночастиц серебра – 5-50 нм [Limbach etal., 2007].

Можно предположить, что уникальное соотношение между восстановителями и поверхностно активными веществами для различных экстрактов растений приводит к тому, что форма и размеры НС в коллоидных растворах отличаются в зависимости от используемого экстракта. В таблице 1 собраны данные из различных источников, которые отражают зависимость формы и размера НЧ серебра от используемого экстракта растений [Крутяков с соавт., 2008].

Таблица. 1.

Зависимость формы и размера НЧ серебра от используемого экстракта растений.

Однако оказалось, как видно из таблицы, что при использовании экстрактов растений в процессе синтеза коллоидных растворов серебра, высока вероятность получить, сферические НЧ, размер которых в среднем порядка 30 нм. Известно, что с уменьшением размера НС возрастает их противогрибковая и антибактериальная активность [Крутяков с соавт., 2008]; при одинаковом содержании металла в гидрозоле НЧ Ag со средним диаметром 9.8 нм проявляли в 10 раз большую активность, чем частицы со средним размером 62 нм. Коллоидные растворы серебра можно синтезировать восстановлением ионов серебра экстрактами из листьев крапивы, плодов шиповника, листьев березы [Begum etal., 2009].

Большое влияние на формирование наночастиц оказывает величина рН растительного экстракта [Gan etal., 2012]. Изменение рН приводит к изменению заряда природных фитореагентов в составе экстракта, что влияет на их способность связывать и восстанавливать катионы и анионы металлов в процессе синтеза наночастиц, а это в свою очередь может влиять на форму, размер и выход наночастиц. Так, в случае ионов серебра (1+) и порошка клубней Curcuma longa (куркума длинная), существенно больше наночастиц серебра синтезируются при щелочных рН, при которых экстракты могут содержать больше отрицательно заряженных функциональных групп, способных эффективно связывать и восстанавливать ионы серебра [Sathishikumar etal.,2010].

Другой важный фактор, влияющий на формирование наночастиц в экстрактах растений – это температура [Bankar etal., 2010]. Установлено, что в растениях люцерны (M. sativa) треугольные серебряные наночастицы образуются только при температуре выше 30˚С [Lukman etal., 2010]. В опытах на экстрактах растения Cassia fistula (кассия трубчатая) обнаружили, что температура может влиять и на структурную форму синтезируемых наночастиц: при комнатной температуре формируются, в основном, серебряные наноленты, тогда как при температуре выше 60˚С основную массу составляют сферические наночастицы [Lin et al., 2010]

В связи с ограниченной возможностью растений восстанавливать ионы металлов, эффективность синтеза металлических наночастиц также зависит от электрохимического потенциала иона [Haverkamp et al., 2009]. Так, способность растительного экстракта эффективно восстанавливать ионы металла может быть существенно выше в случае ионов с большим положительным электрохимическим потенциалом (к примеру, Ag ⁺ ), чем в случае ионов с низким химическим потенциалом, таких как ([Ag S₂O₃) ₂ ] ^3- ) [Haverkamp et al., 2009].