Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Хлопчатобумажная ткань до (а) и после(b) обработки.
Изображения ПЭМ: (a) исходные волокна, (b) ткань после обработки, (c) частицы серебра на поверхности волокна.

Новый метод покрытия тканей наночастицами серебра

Ключевые слова:  наночастицы

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

04 июня 2008

Функциональные ткани, покрытые наночастицами серебра, могут найти множество применений. Во-первых, известно, что ионы серебра обладают сильным антибактериальным действием, а во-вторых, интерес может представлять и высокая электропроводность серебра.

Известно несколько способов нанесения наночастиц серебра на различные синтетические ткани. Например, при помощи ионного пучка или восстановления серебра из растворов.

Исследователи из Швейцарии и Израиля разработали новый метод получения тканей (хлопка, нейлона и полиэстра), покрытых наночастицами серебра. Они предложили использовать для этих целей ультразвук. Процесс нанесения наночастиц проходит в одну стадию и не требует использования токсичных реактивов. Кроме того, обработке подвергается непосредственно уже готовая ткань, а не волокно или нити.

В раствор нитрата серебра в смеси вода/этиленгликоль помещается образец хлопчатобумажной ткани, который после этого подвергается ультразвуковому воздействию. Также к исходной смеси добавляется гидроксид аммония. Этиленгликоль призван восстановить серебро до металла, однако, вследствие образования устойчивого комплекса [Ag(NH3)2]+, концентрация ионов Ag+ падает и реакция восстановления протекает очень медленно. В таких условиях происходит образование очень мелких частиц серебра, в народе известных как наносеребро. Ткань приобретает строгий серый цвет. В заключение ее несколько раз стирают, чтобы проверить, хорошо ли частицы крепятся к волокнам ткани.

Массовая доля осажденного серебра слабо зависит от природы ткани. Это свидетельствует в пользу того, что частицы удерживаются за счет физической адсорбции. По всей видимости, ультразвук как бы вдавливает частицы в поверхность волокон. Размер частиц в среднем составляет около 80 нм, однако наблюдаются и более крупные агрегаты.

В рамановском спектре материала обнаруживаются полосы, характерные для аморфного углерода. Таким образом, можно заключить, что в процессе обработки достигаются температуры, достаточные для плавления и карбонизации волокон ткани в местах контактов с наночастицами серебра. В результате частицы крепко прилипают и не отваливаются при стирке. Также оказалось, что механические свойства ткани при покрытии серебром снижаются незначительно. Эксперименты на бактериях (кишечная палочка и золотистый стафилококк) показали, что ткани обладают превосходной антимикробной активностью.

Таким образом, предложен простой и эффективный способ нанесения наночастиц серебра на ткани. Работа «Sonochemical coating of silver nanoparticles on textile fabrics (nylon, polyester and cotton) and their antibacterial activity» опубликована в журнале Nanotechnology.


Источник: IOP



Комментарии

Помереть не встать.

А утюгом наносить наносеребро не пробовали? Оно тоже недурственно получается.
А оно равномерно утюгом получится со всех сторон волокон и внутрь ткани??

Не "помирайте", о страшный критик,
Ведь недосуг!
Вы посидите и отдохните,
Потом "вставайте" и поспешите
Создать... наноутюг
"с шелестом разматывает пергамент"

Смотрим двухтомный кирпич Некрасова.
Аж 1973 года издания.
Второй том С. 263 доп. 75
Цитирую (слегка вольно):
"Распусти, отрок, ляпису заморского в воде аммиачной. Сиим раствором нанеси надпись хулительную на стяги княжеския.
Прогладь сию надпись утюгом горячим и не смоется она при стирке."

Вот, в общем-то, и всё. Древнее руководство из прачечной по постановке несмываемых меток на бельё. Здесь мы видим то же самое, но с нанонаворотами.

Кстати, химизм восстановления серебра спиртом (этиленгликолем), мне откровенно непонятен.
На поверхность нанесете очень успешно!
А внутрь и равномерно, увы, не выйдет.
(Какова теплопроводность хорошей пушистой ткани, особенно ежели княжеской?)

Полиольный метод (в основном с дешевым этиленгликолем) - классический метод восстановления серебра и получения различных форм нанокристаллов (особенно нанопроводочков).
Работает при температурах более 150C. Гликоль окисляется до альдегида, а далее по "пергаментам шелестящим" и с "кирпичным весом" их авторитета.
Трусов Л. А., 04 июня 2008 17:27 
боюсь, что нана побеждает утюг
Не бойтесь прогресса, Лев Артемович, просто идите с ним в ногу

И у меня официальное предложение: за склонение Нано - строго ругать!
g e n, 04 июня 2008 20:20 
1. "А внутрь и равномерно, увы, не выйдет." Почему же? Пропитка ткани раствором (даже без ультразвуковой бани) выглядит вполне равномерной.
2. Кстати, нейлон и полиэфирные ткани живут выше 150оС? А что можно в этом смысле можно сказать о "хорошей пушистой ткани, особенно ежели княжеской?"
Сухая пропитка равномерной не выйдет из-за испарения с поверхности и ее обогащения.
А восстановление серебра в "мокрых" тканях "утюгом" будет дюже неэффективно (плюс потенциальное высушивание будет вносить неоднородность...)
Но, могу поверить, что если долго мучиться....
g e n, 04 июня 2008 21:39 
1. Сухая? Цитирую исходник (от Набиуллина Александра Ринатовича): "Распусти, отрок, ляпису заморского в воде аммиачной. Сиим раствором нанеси надпись хулительную на стяги княжеския..." Кто Вам мешает замочить княжью мешковину в воде заморской?
2. "народ безмолвствует"...
Трусов Л. А., 04 июня 2008 21:58 
не очень понимаю столь стойкое желание связать элегантную сонохимию с грубым некрасивым методом утюга.
Уважаемый g e n,
1. Метод, описанный Александром Ринатовичом рассчитан на эффективное высушивание!
2. Нет в пункте 1 про гликоли и речи, и зачем подвергать ткани таким температурам, если можно найти более мягкие условия восстановления серебра, что однако не снимает проблему однородности (так что безмолствие от малосмысленности обсуждения...)

P.S. И прислушайтесь к доводам Льва Артемовича выше!

P.P.S. Никаких более утюгов!
Трусов Л. А., 04 июня 2008 22:06 
интересно, если б я новость про утюг написал...

--- 2. Кстати, нейлон и полиэфирные ткани живут выше 150оС? А что можно в этом смысле можно сказать о "хорошей пушистой ткани, особенно ежели княжеской?"
---
Нейлон расплавится (если только понятие нейлона мы не растянем на полиарамиды), а лавсан 150 выдерживает. Правда сильно садится.

"Хорошая пушистая княжеская ткань" - это либо шёлк, либо ХБ, либо шерсть. Хотя мне трудно представить, чтобы шерстяное знамя "трепетало на ветру".
ХБ нагрев выдержит, остальное вряд-ли.

----
не очень понимаю столь стойкое желание связать элегантную сонохимию с грубым некрасивым методом утюга.
----

Не обижайтесь, Лев Артёмович, это мы флудим маленько.

А если серьёзнее - то такое ощущение, что статья высосана из пальца. Скорее всего, выделение серебра под ультразвуком прекрасно пойдёт и без ткани. Получится чёрная, никому не нужная жижа. А вот если ввести ткань... да вспомнить про бактерицидные свойства серебра... да рассмотреть под микроскопом... да снять спектры... То готова статья. Кстати, внутрь волокон серебро всё равно не попадёт. У синтетики очень плотная структура и ввести что-либо внутрь волокна практически невозможно. Всё только с поверхности.

----
Ткань приобретает строгий серый цвет. В заключение ее несколько раз стирают, чтобы проверить, хорошо ли частицы крепятся к волокнам ткани.
----

Улыбнуло. Она же мазаться будет со страшной силой. Так что стирка - это просто удаление избытков реагентов и несвязанного серебра.

----
...Гликоль окисляется до альдегида...
----

А чем он окисляется?

Кстати о сонохимии. Штука интересная, но достаточно непредсказуемая. Кто хочет пробовать, скажу сразу: "Ретона" для этих целей - полная фигня. Ультразвуковая ванночка - это вещь. Только объём маловат.
g e n, 04 июня 2008 22:51 
1. А чем утюг не "эффективное высушивание!"?
2. Гы. Этиленгликоль как восстановитель был предложен в исходной статье. В эффективности этого метода усомнился Набиуллин Александр Ринатович (в 16:08). Некто Владимир Владимирович (в 16:17) указал, что метод "Работает при температурах более 150C."...
3. Прошу не путать пункт 1 и пункт 2
...Гликоль окисляется до альдегида...
А чем он окисляется?

Кислородом из воздуха, это совсем не эффективный процесс, но поскольку гликоль служит растворителем и находится в невероятном избытке, метод работает худо-бедно.
Тут недавно даже статью про механизм окисления серьезную (NL!) люди недавно опубликовали из-за важности процесса для восстановления серебра. Если хотите, кину на электронную почту.

Согласен про введение серебра внутрь волокон! Но внутрь то и не надо на самом деле, а вот, чтобы хорошо держалось и выдерживало стирку может быть проблематично, согласен!
g e n, 04 июня 2008 23:15 
Уважаемый Александр Ринатович!
Позвольте не согласиться с: "А если серьёзнее - то такое ощущение, что статья высосана из пальца." ИМХО, работа финансировалась неким нано-фондом/грантом. Кто же без греха?
Трусов Л. А., 05 июня 2008 01:58 
ну, не знаю. статья очень качественно написана, что для уважаемого журнала Nanotechnology очень нехарактерно.
никакого нанобреда в ней не обнаружено.
всё по делу.
видеть за всем "гранты" - позиция очень и очень непродуктивная.
а сия статья есть лишь отличный пример, как из простого эксперимента сделать хорошую публикацию.
а сия статья есть лишь отличный пример, как из простого эксперимента сделать хорошую публикацию.

Статья несомненна этим очень сильна!

Скорее всего, выделение серебра под ультразвуком прекрасно пойдёт и без ткани. Получится чёрная, никому не нужная жижа. А вот если ввести ткань... да вспомнить про бактерицидные свойства серебра... да рассмотреть под микроскопом... да снять спектры... То готова статья.

Абсолютно точно!
И авторам - честь и хвала, что они сделали из этого неплохую публикацию!
И Льву Артемовичу, зачет мастер класса за то, что наглядно ознакомил нас с тем, как просто можно сделать хорошую статью!
----
Кислородом из воздуха, это совсем не эффективный процесс, но поскольку гликоль служит растворителем и находится в невероятном избытке, метод работает худо-бедно.
Тут недавно даже статью про механизм окисления серьезную (NL!) люди недавно опубликовали из-за важности процесса для восстановления серебра. Если хотите, кину на электронную почту.
----

Кидайте. Посмотрим, чего нового придумали а "серебряном зеркале" и цементации.

Снова усомнюсь в окислении этиленгликоля. Понимаете, кипятил я его на воздухе, но никаких процессов деградации не наблюдалось.
Снова усомнюсь в окислении этиленгликоля. Понимаете, кипятил я его на воздухе, но никаких процессов деградации не наблюдалось.

Александр Ринатович,
Я понимаю Ваши сомнения, но в свете многих сотен статей по успешному восстановлению серебра (!) и публикации механизма даже не в J. Org. Chem. a в Nano Letters (сейчас кину), что еще можно добавить... (первый аргумент намного важнее, заметьте)
Спасибо за статью, Владимир.


Правда некоторые вопросы всё-таки остались.

Первый вопрос по статье из Nanoletters.

"Thus, we relied on an established spectrophotometric
method that involves the oxidation of GA to
glyoxal by perchloric acid in the presence of 2,4-dinitrophenylhydrazine
(DNPH) to form glyoxal bis-2,4-dinitrophenylhydrazone.
12 Specifically, 1 mL of analyte is added
to 5 mL of DNPH solution (0.044 g of DNPH in 57 mL of
70% perchloric acid and 32 mL of water) and 20 mL of
water, boiled for 1 h, then cooled with ice."

Когда я работал с 2,4-ДНФГ - даже воду приходилось дегазировать, чтобы он не окислялся растворённым кислородом. А тут спокойно кипятят его с хлорной кислотой. Непонятненько. Ну ладно, пускай.

Второй вопрос (вообще, просто в пустоту, ни к кому конкретно) про окисление этиленгликоля в глиоксиловый альдегид и восстановление им серебра.

" раствор нитрата серебра в смеси вода/этиленгликоль помещается образец хлопчатобумажной ткани, который после этого подвергается ультразвуковому воздействию. Также к исходной смеси добавляется гидроксид аммония."

Имины образуются достаточно легко. Особенно при избытке аммиака. Как они влияют (или реагируют) на восстановление серебра?

А по поводу моих сомнений...
Я столько раз больно накалывался на "100% надёжных методах", что стал слегка параноиком.
Александр,
Всегда пожалуйста

Кстати, пахнет этиленгликоль при нагреве!
И запах этот (не шибко приятный) очень вероятно летучие альдегиды!
(Мы работали немного с этим методом (см. Чудеса оптической микроскопии в галерее), но стараемся все делать в воде)
И нет надежности для востановления серебра в определенную форму!
Просто восстановление прекрасно работает, а реакции более специфические - очень капризны

По первому вопросу, не могу ничего умного сказать (там есть ссылка на разработанную методику...)

Про имины, реакция серебряного зеркала часто использует аммиачный комплекс для замедления реакции. И насколько я с этим работал, редко используется избыток аммиака (обычно стараются тютелька в тютельку, мы используем молярное соотношение 2,05)
Господа-химики, а вы почему не задумались, что сама целлюлоза в тряпке хороший восстановитель?

Если честно, почему-то не задумались!
Но это очень верно подмечено и в согласии с карбонизацией, которой я немного удивлялся.
Здравствуйте.Подскажите, пожалуйста, методы покрытия тканей наночастицами серебра...Как все это происходит и что использовать, подробнее..?Нужно для написания дипломной работы....Буду очень признательна..., кто откликнется..,нужно, чтоб хоть от чего-то оттолкнуться...Напишите, пожалуйста, мне на мой электронный адрес: nogai@bk.ru

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Фотонный кристалл на основе оксида алюминия
Фотонный кристалл на основе оксида алюминия

XVI Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов"
С 1 по 4 октября 2019 года в г. Москве в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук состоится ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов".

Студенты кафедры РЛ-2 МГТУ им. Баумана в гостях у НТ-МДТ Спектрум Инструментс
Видеоотчет об экскурсии студентов МГТУ им. Баумана в НТ-МДТ Спектрум Инструментс

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые наноматериалы для восстановления костей. Непростые отношения графена и воды. Борнитридные наноленты с реконструированными краями. Термоэлектричество и азафуллерены. Борщ и блины как материалы в экстремальных условиях.

Новые гибридные перовскитоподобные материалы для солнечной энергетики
Тарасов Алексей Борисович, Постнаука
Как сохранить энергию солнца или ветра? Как может измениться стационарная энергетика в будущем? В проекте «Мир вещей. Из чего сделано будущее» совместно с Фондом инфраструктурных и образовательных программ (группа РОСНАНО) Постнаука рассказывает о последних открытиях и перспективных достижениях науки о материалах.

Материалы к защитам квалификационных работ бакалавров на ФНМ МГУ в 2019 году
Коллектив авторов
4-7 июня 2019 г. (11-00) в аудитории 221 корпуса Б пройдут защиты ВКР бакалавров ФНМ МГУ.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2019 году
Семенова Анна Александровна
21-24 мая 2019 года в лабораторном корпусе Б пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками ФНМ МГУ.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.