نانو ذرات نقره:

امروزه نقره فلزی به شکل ذراتی با سایز کمتر از 100 نانومتر به وجود آمده است که آن ها را نانو ذرات نقره یا نانو نقره می نامند. این ذرات خواص غیر معمول فیزیکوشیمیایی و فعالیت های بیولوژیکی از خود نشان می دهند. با انجام فعالیت های تحقیقاتی وسیع، به کار بردن نانو نقره به ویژه در حوزه سلامتی به صورت گسترده ای گسترش یافته است. با توجه به گزارش های تحقیقاتی، نانو نقره به عنوان یکی از مقوله های تولید که به سرعت در بازار و صنعت نانوتکنولوژی رشد می کند نمایان شده است. هنوز فعالیت آنتی باکتریالی قوی جهتگیری اصلی برای گسترش محصولات نانونقره می باشد.

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

1-3-1) خصوصیات کلی:

اولین اثر کاهش اندازه ذرات افزایش سطح است، افزایش نسبت سطح به حجم نانو ذرات موجب می‌شود که اتم‌های واقع در سطح اثر بسیار بیشتری نسبت به اتم‌های درون حجم ذرات بر خواص فیزیکی ذرات داشته باشند. این ویژگی واکنش‌پذیری نانو ذرات را به‌شدت افزایش می‌دهد به‌گونه‌ای که ذرات به‌شدت تمایل به آگلومره یا کلوخه‌ای شدن داشته باشند

به عنوان مثال در مورد نانو ذرات فلزی به محض قرارگیری در هوا به سرعت اکسید می‌شوند. البته این خاصیت مزایایی هم دربر دارد. به عنوان مثال با استفاده از این خاصیت می‌توان کارایی کاتالیزور‌های شیمیایی را به نحو موثری بهبود بخشید و یا در تولید کامپوزیت‌ها با استفاده از این ذرات پیوند‌های شیمیایی مستحکم‌تری بین ماده زمینه و ذرات برقرار کرد

علاوه بر این افزایش سطح ذرات فشار سطحی را تغییر داده و منجر به تغییر فاصله بین ذرات یا فاصله بین اتم‌های ذرات می‌شود. فاصله بین اتم‌های ذرات با کاهش اندازه آنها کاهش می‌یابد. البته این امر بیشتر برای نانو ذرات فلزی صادق است. در مورد نیمه ‌هادی‌ها و اکسید‌های فلزی مشاهده شده است که با کاهش قطر نانو ذرات فاصله بین اتم‌های آنها افزایش می‌یابد

اگر اندازه دانه باز هم بیشتر کاهش یابد تغییرات شدید دیگری نیز رخ می‌دهد. از جمله این تغییرات آن است که اتم‌ها می‌توانند خودشان را در هندسه‌هایی که در جامدات توده‌ای غیرممکن است، آرایش دهند


نانو سیلور یا همان نانو ذرات نقره ، یکی از پر کاربرد ترین ذرات در حوزه نانو پس از نانو لوله های کربن است، که هر روزه بر کاربرد آن در دنیای نانو افزوده می شود.

نانوذرات نقره عمدتاً، به‌دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه‌ای که از خود نشان می‌دهند در مصارف الکترونیکی، نوری، دارویی و بهداشتی و کاتالیتیکی کاربرد فراوان دارند.

یکی از دلایل کاربرد گسترده این ذرات ، به دلیل خاصیت آنتی باکتریال این ذرات است و در واقع نانوذرات نقره برای عوامل بیماری‌زا یک سم تلقی می‌شوند و ‌برای بدن انسان، غذاها و بافت‌ها بی‌ضررند. این در حالیست که نقره به خودی خود فاقد ویا خیلی کمتر این خاصیت است. این خاصیت دوگانه ذرات نانو در مقایسه با ذرات ماکروی نقره به دلیل اثر افزایش سطح در نتیجه افزایش واکنش پذیری ماده و پیروی ماده از فیزیک وشیمی کوانتم در حالت نانو است.

آفات بيولوژيك از مهم ترين آسيب هاى ساختارهاى آلى به شمار مى روند و استفاده از مواد حفاظتى جهت كنترل و يا پيشگيرى از آنها از اهميت زيادى برخوردار است. در اين ميان نانوذرات نقره از جمله موادى هستند كه به دليل خواص حفاظتى خود، توجه بسيارى از دانشمندان را به خود جلب كرده اند. به همين دليل و در راستاى استفاده از دانش روز جهت بهبود فرآيندهاى حفاظت و مرمت اشياء تاريخى و فرهنگى، قابليت هاى نانوذرات نقره براى استفاده در اين زمينه مورد ارزيابى قرار گرفتند. مطالعات بر اساس مستندات علمى، بررسي ها و تحليل هاى انجام شده نشان دادند كه با توجه به ويژگى ها، مكانيزم-هاى تأثير و فرآيندهاى كاربردى، نانوسيلور از ظرفيت بالايى جهت استفاده در مرمت برخوردار است و با انجام آزمايشات دقيق تر در راستاى هر كاربرد و شناخت جزئيات تأثير در هر ماده اى، مى تواند به طور گسترده اى در مرمت اشياء فرهنگى و تاريخى مورد استفاده قرار گيرد.
1– مقدمه
استفاده از فناورى هاى نوين دانش بشرى در راستاى بهبود فرآيندها و مواد مورد استفاده از اهميت بسيارى در زمينه ى حفاظت و مرمت اشياء فرهنگى و تاريخى برخوردار است. در اين ميان فناورى نانو عرصه ى تحقيقاتى جديدى را به روى پژوهشگران گشوده است. نانوذرات به موادى اطلاق مى گردد كه ابعادى كمتر از 100 نانومتر داشته باشند.
در واقع مواد در ابعاد نانومتر شاخصه هايى را از خود نشان مى دهند كه مطالعه ى آنها عرصه ى جديدى را در علم به خود اختصاص داده است.
یکی از موادی که به دليل خواص آفت زدايى و ضدعفونى كنندگى به طور گسترده اى در ابعاد نانو توليد و استفاده مى شود نقره است. نقره عنصرى با وزن اتمى 47 و كمياب مى باشد و از زمان فينيقى ها از ظروف ساخته شده از آن جهت نگهدارى آب و شراب استفاده شده است كه دليل اين امر سالم باقى ماندن آنها در نانوسيلور ظروف نقره اى بوده است. نانوسیلور به دلیل خواصى چون سمى نبودن، سازگارى با محيط زيست، مضر نبودن براى انسان و خواص ضد آفات آن امروزه كاربردهاى وسيعى در صنايعى چون صنايع غذايى، صنعت نساجى، كاغذ و چاپ، لوازم منزل، مواد شوينده و بهداشتى پيدا كرده است. همچنين استفاده از آن به همراه مواد معدنى موجب بهبود مقاومت حرارتى، پايدارى شيميايى و استحكام مكانيكى در تركيب شده است. نانوسيلور يون هاى نقره به صورت كلوئيدى در محلولى به حالت سوسپانسيون قرار دارند. هرچند اين فناورى به تازگى مورد توجه قرار گرفته است، ليكن در طب قديم كاربرد داشته و در جنگ ها براى كنترل عفونت سربازان از سكه هاى نقره استفاده مى شده است. تاكنون تحقيقات بسيار زيادى در زمينه ى توليد، كاربرد، خصوصيات و تأثيرات اين تركيب انجام در زمينه ى حفاظت آثار شده است.
تاريخى و فرهنگى نيز استفاده از نانوذرات نقره جهت كاربرد در حسگرهايى براى تشخيص گازهاى مخرب آثار فلزى در موزه ها مناسب تشخيص داده شده است . اما پژوهشى پيرامون استفاده از نانوذرات نقره به عنوان ماده اى حفاظتى جهت استفاده در مرمت اشياء تاريخى منتشر نشده
است. در متن حاضر سعى شده است ويژگى ها و خصوصيات نانوسيلور در راستاى استفاده از آن به عنوان ماده اى حفاظتى در مرمت، مورد ارزيابى قرار گيرد و قابليت هاى آن در اين زمينه بررسى گردد.

يكى از مهم ترين خواص تركيبات نقره، ويژگى ضدعفونى كنندگى آن است. از سال 1884 م محلول نيترات نقره 1درصد به عنوان شستشو دهنده ى چشم به كار رفته است. تركيبات نقره در جنگ جهانى اول به طور گسترده اى جهت ضدعفونى به كار رفتند و امروزه نيز اين تركيبات در درمان جراحات ناشى از سوختگى شديد كاربرد دارند امروزه نيز نانوذرات نقره به عنوان بازدارنده در برابر فعاليت ميكروارگانيسم ها در صنايع مختلف با موفقيت به كار رفته اند تحت تأثير اين ماده مى HIV- و مطالعات نشان دهنده ى مرگ ويروس 1 در واقع ويژگى هاى تركيب مورد استفاده باشد به ابعاد و شكل نانوذرات نقره بستگى دارد كه اين امر مستقيماً تحت تأثير روش سنتز آن مى باشد. در اين راستا نحوه ى فرآورى نانوذرات و نوع آنها تعيين كننده ى مكانيسم تأثير آن خواهد بود و در نتيجه هر كاربردىن يازمند مطالعه ى دقيق و انتخاب صحيح وتركيب موردنظر مى باشد تا نتيجه ى مطلوب حاصل گردد كه در اين ميان روش فرآورى و مواد مورد نياز آن ارتباط مستقيمى با نوع كاربرد مورد نظر مى يابد.

خصوصیات نانو سیلور :
1- تاثیر بسیار زیاد
2- تاثیر سریع
3- غیر سمی
4- غیر محرک برای بدن
5- غیر حساسیت زا
6- قابلیت تحمل شرایط مختلف (پایداری زیاد)
7- آب دوست بودن
8- سازگاری با محیط زیست
9- مقاوم در برابر حرارت
10- عدم ایجاد و افزایش مقاومت و سازگاری در میکروارگانیسم
از دیگر قابلیتهای نانو سیلور، اضافه شدن به الیاف، پلیمر، سرامیک، سنگ، رنگ و... ، بدون تغییر دادن خواص ماده است

2-1-3-1) موارد استفاده نانو سیلور ها:
1- تجهیزات بهداشتی (مسواک و برسهای بهداشتی حمام ، تیغ جراحی و....)
2- ظروف پلاستیکی ( غذایی ، دارویی ، آرایشی )
3- لوازم خانگی(یخچال، جارو برقی، ماشین های لباس شوئی و ظرف شویی، سیستم تهویه و تصفیه هوا و رطوبت زا)
تاکنون حتما شاهد تبلیغات و یا استفاده ماشین های لباس شوئی با بهره گیری از تکنولوژِی نانو سیلور بوده اید.
در این تجهیزات برای گند زدائی و ضدعفونی کردن لباس ها و ماشین لباس شوئی از نانو سیلور استفاده می شود.
4- مواد بسته بندی برای تازه و بهداشتی نگه داشتن مواد غذایی
5- بدنه وسایلی که انسان مداوم با آن تماس دارد( گوشی موبایل ، کیبورد و ...)

همانطور که گفته شد،خواص فيزيکي ماده ارتباط مستقيم با ترکيب شيميايي، آرايش اتمي و اندازه جامد دارد. در ارتباط با نانو ذرات گزارشات متعددي در خصوص تغييرات خواص فيزيکي در اثر کاهش اندازه ذرات ارائه شده است.
نانو ذرات نقره يکي از پرمصرفترين مواد در مهندسي موادند. چون خاصيت چکش خواري ، ضد ميکروبي و هدايت الکتريکي و گرمايي بالايي دارند.
استفاده از نانو پودرهاي نقره توسط سر لوله هاي ميکرو الکترود و سيم هاي هادي در الکترونيک و همچنين استفاده از نانو نقره در سنسورهاي بيولوژيکي و فوتو شيمي هم بررسي شده است .
به دليل بالا بودن سطح مقطع نقره دراين مقياس ، در برخورد با سلولها خاصيت جالب توجهي از خود بروز مي دهند که به ممانعت با متابوليسم سلولي از آن ياد مي شود و جلوي تنفس و رشد و تکثير هر گونه باکتري يا قارچ را مي گيرد و اثرات موثري در بهبود زخم ، تاول، خارش يا بيماري دارد.
محصولاتي که امروزه از نانو نقره در آنها استفاده مي شود فراوانند همچون دام و طيور، کشاورزي ، باندهاي زخم ، ضد تاول ، لوازم جراحي ، ژلهاي مرطوب کننده ، ضد جوش ها ، در بهداشت زنان ، زايمان ، شلوارهاي طبي ، دستمال کاغذي و نيز کولرها ، يخچالها و غيره . نقره در ابعاد نانو بر متابوليسم ، تنفس و توليد مثل ميکرو اورگانيزم اثر مي گذارد.
ذرات نقره ريز استفاده زيادي در الکترونيک ، صنايع شيميايي و دندانپزشکي ، بخاطر مقاومت بالاي اکسايش و مقاومت در برابر فعاليتهاي باکتريايي دارد.

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

1-3-2) نانو ساختارهای مختلف نقره:

نانوذرات نقره به دو صورت عمده توليد و به كار مى رود كه شامل يون هاى نقره و نقره ى فلزى مى شود. منظور از يون هاى نقره، سوسپانسيونى است كه ذرات نقره در آن به صورت يون هايى است كه از تركيب نقره ى موجود در ماده ى حامل حاصل مى شود و تأثير آن از طريق مكانيسم يونى ميسر مى گردد. تركيب مذكور اكثرا بر اساس نيترات نقره يا كلريد نقره مى باشد كه در حامل سوسپانسيون كه معمولاً آب مى باشد تأثير خود را نمايان مى سازد. در صورت ديگر، نانوذرات به شكل نقره ى فلزى در ماده ى حامل كه معمولاً آب يا اتانول است وجود دارند و از طريق مكانيسم كاتاليستى عمل مى كنند. البته نانوذرات نقره به صورت پودر نيز توليد مى شود كه براى استفاده به صورت سوسپانسيون در ماده ى حامل آماده سازى مى گردد و يا اينكه مستقيماً به عنوان ماده ى افزودنى مصرف مى گردد.
در واقع منظور از نانوسيلور ذرات نقره اى است كه در ابعاد نانومتر توليد شده و در همان ابعاد باقى مى مانند؛ وليكن ريزذرات فلزات تمايل دارند كه با اتصال به يكديگر واحدهاى بزرگترى را تشكيل دهند. به همين جهت به تركيباتى نياز است تا از اين امر جلوگيرى كرده و نقره را در همان ابعاد نگاه دارند و حالت سوسپانسيونى نانوذرات نقره را حفظ نمايند. به همين دليل افزودن نانوسيلور به تركيبى كه باعث تغيير عامل سوسپانسيون كننده شود موجب تغييرات اساسى در تركيب نانوسيلور مى گردد، به گونه اى كه حتى ممكن است ذرات از حالت نانو خارج شوند و يا رسوب نمايند و كارايى مورد نظر حاصل نگردد. به منظور بررسى اين مسأله، برهمكنش 50 سى سى كلوييد نانوذرات نقره ى با 20 سى سى استون، تحت يك آزمايش ppm فلزى با غلظت 4000 ساده مورد بررسى قرار گرفت. انتخاب استون نيز به دليل كاربرد وسيع آن در فرآيندهاى مرمتى صورت گرفت. افزودن استون به كلوئيد نقره ى فلزى با عامل سوسپانسيون كننده ى غيريونى، موجب از بين رفتن شفافيت تركيب و ايجاد رسوب در آن گرديد كه در اين رسوب از طريق آزمون هاى نقطه اى توسط معرف هاى مربوط، نقره شناسايى گرديد. اين مسأله دليلى بر انحلال عامل سوسپانسيون كننده و خارج شدن نقره از حالت نانو تلقى گرديد. البته لازم به ذكر است كه ويژگى هاى نانوسيلور به شكل و ابعاد ذرات نقره بستگى دارد و ساير تركيبات در راستاى حفظ اين ويژگى ها همراه آن وجود دارند.
بیشتر نانوذرات به صورت پلیمری استفاده می شود.این پلیمرها باید در محیط سرد و خشک و به دور از آفتاب نگهداری شوند که تحت این شرایط تا دو سال قابل نگهداری هستند.
ذرات نانو سیلور را می توان به صورت پودر درآورد و در مواد و وسایل مختلف استفاده کرد ( مسواک ، خمیر دندان ) ، که در آن صورت به محض تماس ماده با آب ، نقره فعال شده و خاصیت آنتی باکتریال پیدا می کند.
طبق اولین بررسی‌هایی که تاکنون روی نانوذرات فلزی انجام شده، برهم کنش نانوذرات نقره‌ با ابعاد یک تا 10 نانومتر با ویروس HIV-1 و چسبیدن این ذرات به آن مانع از اتصال این ویروس به سلول میزبان می‌شود.بدین ترتیب دانشمندان امیدوار شده اند که شاید بتوان این ویروس را به طور کامل از بین برد.

بیان شده است که خواص مختلف لايه هاي نازك از جمله خواص الكتريكي, مغناطيسي, اپتيكي و مكانيكي به نانو ساختار و ميكروساختار لايه هاي نازك وابسته است. از طرفي شكل گيري نانو ساختار و ميكروساختار لايه هاي نازك نيز به شدت به شرايط انباشت, روش انباشت و نوع ماده انباشتي بستگي دارد. بنابراين, با بررسي نانو ساختار و ميكروساختار لايه هاي نازك تهيه شده در شرايط مختلف, مي توان تاثير عوامل مختلف انباشت را بر خواص مختلف لايه هاي نازك بررسي كرد. عوامل مختلف انباشت ( از جمله دماي زير لايه, آهنگ انباشت, زاويه انباشت. جنس زيرلايه) بر نانو ساختار لايه هاي نازك فلزي نقره تاثیرگذار است.  دماي زير لايه, آهنگ انباشت و زاويه انباشت بر مشخصه هاي نانو ساختاري لايه هاي فلزي از جمله اندازه دانه ها, نانواسترين, و نقص هاي صفحه اي تاثیر گذارمي باشد. تاثير نانو ساختارها بر پهن شدگي خط هاي پراش پرتوي  x در مقالاتی مورد مطالعه قرار گرفته است و روش هاي پيشرفته اي مثل وارن اورباخ و تابع ويگت دو گانه و روش هاي عمومي تري مثل معادله شرر, روش ترسيمي ويليامسون - هال و تابع ويگت يگانه مورد بررسي قرار گرفته است و نیز تاثير عوامل انباشت بر نانو ساختار لايه هاي نازك نقره  انباشت شده تحت خلا فرازياد بررسي شده است.دو مدل انبوهش بالستيكي, وجود دارد و فرايند رشد لايه هاي نازك تحت اثر عواملي مانند دماي زير لايه, آهنگ انباشت, زاويه انباشت, ناصافي سطح زير لايه شبيه سازي و مطالعه شده است. در نتايج به دست آمده از شبيه سازي هم خواني خوبي با نتايج تجربي و مدل هاي ساختار لايه هاي نازك مشاهد شده است.

خواص حفاظتى نانوسيلور در دهه ى اخير توجه بسيارى را به خود جلب كرده است و تأثيرات آن در برابر عوامل بيولوژيك مورد تأييد قرار گرفته است. با توجه به ويژگى هايى چون تأثير حفاظتى مطلوب در غلظت هاى پايين، عدم تأثير نامطلوب بر انسان و سهولت كاربرد مى توان نانوسليور را به عنوان ماده ى حفاظتى جديدى در حيطه ى مرمت مطرح نمود. در اين ميان قابليت درمان مجدد اثر حفظ خواهد شد، وليكن امكان تغييرات بصرى (هرچند محدود) نيز تابعى از نوع تركيب و اجزاى تشكيل دهنده ى آن به شمار مى رود. با توجه به اين عوامل و مكانيسم هاى تأثير، نانوسيلور نسبت به ساير تركيبات آفت زداى معمول از ويژگى هاى مناسب ترى برخوردار است و خصوصيات آن نشان دهنده ى قابليت كاربرد آن در سطح بسيار وسيعى در حيطه ى حفاظت مى باشد كه البته پس از شناخت دقيق تأثيرات و تغييرات آن در طول زمان می تواند میسر گردد.

محصولات جدید شرکت پدیده کشاورزی

 

به زودی  محصول جدید :  رنگ مخصوص کندوی زنبور عسل

چسب باغبانی و هرس  با فناوری نانو

 چسب محافظتی تنه درختان پدیده  

با تکنولوژی نانو 

 ضد قارچ ، باکتری ، جلبک ، ویروس ،

 "آنتی تارلو "

زئوزران

 ادامه مطلب