Les nanoparticules d'argent sont des nanoparticules d'argent dont la taille est comprise entre 1 nm et 100 nm.
Les nanoparticules, nanopoints ou nanopoudres d'argent (Ag) sont des particules métalliques sphériques ou nanoflacons à grande surface dont les propriétés et les utilisations incluent l'inhibition de la transmission du VIH et d'autres virus.
Les nanoparticules d'argent sont également disponibles sous forme d'ultra haute pureté et de haute pureté, enrobées, enrobées d'huile oléique, dispersées et dispersées dans un polymère.
Numéro CAS : 7440-22-4
Numéro CE : 231-131-3
Formule moléculaire : Ag
Poids moléculaire : 107,87
Synonymes :
AgNPs, Ag NPs, nanopoudre d'argent, nanocristaux d'argent, nanoparticules d'argent, nanopoudre d'argent, nanoargent, nano-argent, 576832, 484059, J67099, J67111, J67207, J67252, 7440-22-4, 7761-88-8 , Argent, Pâte d'argent DGP80 TESM8020, Concentré étalon de spectroscopie atomique d'argent 1,00 g Ag, Encre d'argent colloïdal, Nanofils d'argent, Concentré de nitrate d'argent, Solution de nitrate d'argent, Solution étalon d'argent, Argent, dispersion, Silverjet DGH-55HTG, Silverjet DGH-55LT- 25C, Silverjet DGP-40LT-15C, Silverjet DGP-40TE-20C, SunTronic® Argent
Bien que fréquemment décrits comme étant de l'argent, certains sont composés d'un pourcentage élevé d'oxyde d'argent en raison de leur rapport élevé entre les atomes d'argent en surface et en volume.
De nombreuses formes de nanoparticules peuvent être construites en fonction de l’application concernée.
Les nanoparticules d'argent couramment utilisées sont sphériques, mais les feuilles de diamant, octogonales et minces sont également courantes.
Leur surface extrêmement importante permet la coordination d’un grand nombre de ligands.
Les propriétés des nanoparticules d'argent applicables aux traitements humains font l'objet d'études en laboratoire et sur des animaux, évaluant l'efficacité potentielle, la biosécurité et la biodistribution.
Les nanoparticules d'argent sont des nanoparticules d'argent dont la taille est comprise entre 1 nm et 100 nm.
Les particules d'argent à l'échelle nanométrique sont disponibles dans une plage de tailles de 10 à 200 nm, avec une surface spécifique (SSA) comprise entre 30 et 60 m2/g et également disponibles sous forme de flocons avec une taille de particule moyenne de 2 à 10 microns avec une superficie d'environ 40-80 m2/g.
Les nanoparticules d'argent sont également disponibles sous forme d'ultra haute pureté et de haute pureté, enrobées, enrobées d'huile oléique, dispersées et dispersées dans un polymère.
Les nanofluides sont généralement définis comme des nanoparticules en suspension en solution utilisant la technologie des tensioactifs ou des charges de surface.
D'autres nanostructures comprennent des nanotiges, des nanomoustaches, des nanocornes, des nanopyramides et d'autres nanocomposites.
Les nanoparticules fonctionnalisées en surface permettent aux particules d'être préférentiellement adsorbées à l'interface de surface à l'aide de polymères liés chimiquement.
Les nanoparticules, nanopoints ou nanopoudres d'argent (Ag) sont des particules métalliques sphériques ou nanoflacons à grande surface dont les propriétés et les utilisations incluent l'inhibition de la transmission du VIH et d'autres virus.
Les nanoparticules d'argent sont des nanoparticules d'argent dont la taille est comprise entre 1 nm et 100 nm.
Les nanoparticules, nanopoints ou nanopoudres d'argent (Ag) sont des particules métalliques sphériques ou nanoflacons à grande surface dont les propriétés et les utilisations incluent l'inhibition de la transmission du VIH et d'autres virus.
Applications des nanoparticules d’argent :
Les nanoparticules d'argent sont l'un des nanomatériaux les plus couramment utilisés en raison de leurs propriétés antimicrobiennes, de leur conductivité électrique élevée et de leurs propriétés optiques.
Applications médicales :
Les nanopaticules d'argent sont largement incorporées dans les pansements et sont utilisées comme antiseptiques et désinfectants dans les applications médicales et dans les biens de consommation.
Les nanoparticules d'argent ont une surface spécifique élevée par unité de masse et libèrent un niveau continu d'ions d'argent dans leur environnement.
Les ions argent sont bioactifs et possèdent des propriétés antimicrobiennes à large spectre contre un large éventail de bactéries.
En contrôlant la taille, la forme, la surface et l’état d’agglomération des nanoparticules d’argent, des profils spécifiques de libération d’ions d’argent peuvent être développés pour une application donnée.
Applications domestiques :
Il existe des cas dans lesquels des nanoparticules d’argent et de l’argent colloïdal sont utilisés dans des biens de consommation.
Samsung a par exemple affirmé que l'utilisation de nanoparticules d'argent dans les machines à laver aiderait à stériliser les vêtements et l'eau pendant les fonctions de lavage et de rinçage, et permettrait de nettoyer les vêtements sans avoir besoin d'eau chaude.
Les nanoparticules d'argent présentes dans ces appareils sont synthétisées par électrolyse.
Par électrolyse, l’argent est extrait des plaques métalliques puis transformé en nanoparticules d’argent par un agent réducteur.
Cette méthode évite les processus de séchage, de nettoyage et de redispersion, qui sont généralement requis avec les méthodes alternatives de synthèse colloïdale.
Il est important de noter que la stratégie d'électrolyse réduit également le coût de production des nanoparticules d'argent, ce qui rend la fabrication de ces machines à laver plus abordable.
Utilisations des nanoparticules d'argent :
Les nanoparticules d'argent (Ag NP) sont utilisées dans divers produits de consommation, notamment les cosmétiques, les textiles et les produits de santé, en raison de leur forte activité antimicrobienne.
Les nanoparticules d'argent (AgNP) sont largement utilisées en médecine, en physique, en sciences des matériaux et en chimie.
Les nanoparticules d'argent attirent de plus en plus l'attention pour un large éventail d'applications en biomédecine.
Les nanoparticules d'argent, généralement inférieures à 100 nm et contenant 20 à 15 000 atomes d'argent, possèdent des propriétés physiques, chimiques et biologiques distinctes par rapport à leurs matériaux d'origine en vrac.
Les propriétés optiques, thermiques et catalytiques des nanoparticules d'argent sont fortement influencées par leur taille et leur forme.
De plus, grâce à leur capacité antimicrobienne à large spectre, les nanoparticules d'argent sont également devenues les nanomatériaux stérilisants les plus largement utilisés dans les produits de consommation et médicaux, par exemple les textiles, les sacs de conservation des aliments, les surfaces des réfrigérateurs et les produits de soins personnels.
La catalyse utilise :
L’utilisation de nanoparticules d’argent pour la catalyse a attiré l’attention ces dernières années.
Bien que les applications les plus courantes soient à des fins médicinales ou antibactériennes, il a été démontré que les nanoparticules d'argent présentent des propriétés catalytiques rédox pour les colorants, le benzène et le monoxyde de carbone.
D’autres composés non testés pourraient utiliser des nanoparticules d’argent pour la catalyse, mais le domaine n’est pas entièrement exploré.
Supporté sur des sphères de silice – réduction des utilisations colorantes des nanoparticules d’argent :
Des nanoparticules d'argent ont été synthétisées sur un support de sphères de silice inertes.
Le support ne joue pratiquement aucun rôle dans la capacité catalytique et sert de méthode pour empêcher la coalescence des nanoparticules d'argent en solution colloïdale.
Ainsi, les nanoparticules d'argent ont été stabilisées et il a été possible de démontrer leur capacité à servir de relais électronique pour la réduction des colorants par le borohydrure de sodium.
Sans le catalyseur de nanoparticules d'argent, pratiquement aucune réaction ne se produit entre le borohydrure de sodium et les différents colorants : bleu de méthylène, éosine et rose Bengale.
Aérogel mésoporeux – oxydation sélective du benzène utilise :
Les nanoparticules d'argent supportées sur aérogel sont avantageuses en raison du nombre plus élevé de sites actifs.
La sélectivité la plus élevée pour l'oxydation du benzène en phénol a été observée avec un faible pourcentage en poids d'argent dans la matrice d'aérogel (1 % Ag).
On pense que cette meilleure sélectivité est due à la monodispersité plus élevée au sein de la matrice d’aérogel de l’échantillon à 1 % d’Ag.
Chaque solution en pourcentage en poids forme des particules de tailles différentes avec une plage de tailles différente.
Alliage d'argent – oxydation synergique du monoxyde de carbone, utilisations des nanoparticules d'argent :
Il a été démontré que les nanoparticules d'alliage Au-Ag ont un effet synergique sur l'oxydation du monoxyde de carbone (CO).
Sur les nanoparticules d'argent, chaque nanoparticule de métal pur présente une très faible activité catalytique pour l'oxydation du CO ; ensemble, les propriétés catalytiques sont grandement améliorées.
Il est proposé que les nanoparticules d'argent agissent comme un puissant liant pour l'atome d'oxygène et que l'argent serve de puissant catalyseur oxydant, bien que le mécanisme exact ne soit pas encore complètement compris.
Lorsqu'elles sont synthétisées dans un rapport Au/Ag de 3 : 1 à 10 : 1, les nanoparticules alliées ont présenté une conversion complète lorsque 1 % de CO était introduit dans l'air à température ambiante.
La taille des particules alliées ne joue pas un grand rôle dans la capacité catalytique.
Les nanoparticules d'argent sont bien connues : les nanoparticules d'or ne présentent des propriétés catalytiques pour le CO que lorsqu'elles mesurent environ 3 nm, mais les particules alliées jusqu'à 30 nm ont démontré une excellente activité catalytique - activité catalytique meilleure que celle des nanoparticules d'or sur un support actif tel que TiO2, Fe2O3, etc.
Utilisations améliorées par la lumière :
Les effets plasmoniques ont été étudiés de manière assez approfondie.
Jusqu'à récemment, aucune étude n'a été menée sur l'amélioration catalytique oxydative d'une nanostructure via l'excitation de la résonance plasmonique de surface des nanoparticules d'argent.
La caractéristique déterminante pour améliorer la capacité catalytique oxydative a été identifiée comme la capacité à convertir un faisceau de lumière sous la forme d’électrons énergétiques pouvant être transférés vers des molécules adsorbées.
L’implication d’une telle caractéristique est que les réactions photochimiques peuvent être provoquées par une lumière continue de faible intensité couplée à de l’énergie thermique.
Le couplage d'une lumière continue de faible intensité et d'une énergie thermique a été réalisé avec des nanocubes d'argent.
La caractéristique importante des nanostructures d’argent qui permettent la photocatalyse est leur nature à créer des plasmons de surface résonants à partir de la lumière dans le domaine visible.
L'ajout de l'amélioration de la lumière a permis aux particules de fonctionner au même degré que les particules chauffées jusqu'à 40 K de plus.
Il s’agit d’une découverte importante si l’on considère qu’une réduction de température de 25 K peut multiplier par près de dix la durée de vie du catalyseur, si l’on compare les processus photothermiques et thermiques.
Utilisations des capteurs :
Les nanoparticules d'argent coiffées par un peptide pour la détection colorimétrique ont été principalement étudiées ces dernières années, en se concentrant sur la nature de l'interaction peptide-argent et sur l'effet du peptide sur la formation des nanoparticules d'argent.
En outre, l’efficacité des capteurs fluorescents à base de nanoparticules d’argent peut être très élevée et dépasser les limites de détection.
Les sondes optiques utilisent :
Les nanoparticules d'argent sont largement utilisées comme sondes pour la diffusion Raman améliorée en surface (SERS) et la fluorescence améliorée par les métaux (MEF).
Par rapport à d'autres nanoparticules de métaux nobles, les nanoparticules d'argent présentent davantage d'avantages pour la sonde, tels que des coefficients d'extinction plus élevés, des bandes d'extinction plus nettes et des améliorations de champ élevées.
Les agents antibactériens utilisent :
Les nanoparticules d'argent sont les nanomatériaux stérilisants les plus largement utilisés dans les produits de consommation et médicaux, par exemple les textiles, les sacs de conservation des aliments, les surfaces des réfrigérateurs et les produits de soins personnels.
Il a été prouvé que l'effet antibactérien des nanoparticules d'argent est dû à la libération prolongée d'ions d'argent libres des nanoparticules.
Le catalyseur utilise :
Il a été démontré que les nanoparticules d'argent présentent des propriétés catalytiques redox pour les agents biologiques tels que les colorants, ainsi que pour les agents chimiques tels que le benzène.
L'environnement chimique des nanoparticules joue un rôle important dans leurs propriétés catalytiques.
De plus, il est important de savoir que les nanoparticules d’argent présentent une catalyse complexe par adsorption des espèces réactives sur le substrat catalytique.
Lorsque des polymères, des ligands complexes ou des tensioactifs sont utilisés comme stabilisant ou pour empêcher la coalescence des nanoparticules, la capacité catalytique est généralement diminuée en raison d'une capacité d'adsorption réduite.
En général, les nanoparticules d'argent sont principalement utilisées avec le dioxyde de titane comme catalyseur de réactions chimiques.
Les composites conducteurs utilisent :
L'incorporation de particules d'argent dans les plastiques, les composites et les adhésifs augmente la conductivité électrique du matériau.
Les pâtes d'argent et les époxy sont largement utilisées dans les industries électroniques.
Les encres à base de nanoparticules d'argent sont utilisées pour imprimer des composants électroniques flexibles et présentent l'avantage que le point de fusion des petites nanoparticules d'argent contenues dans l'encre est réduit de plusieurs centaines de degrés par rapport à l'argent en vrac.
Lorsqu'elles sont frittées, ces encres à base de nanoparticules d'argent ont une excellente conductivité.
Utilisations des Plasmoniques :
Les nanoparticules d'argent ont des propriétés optiques uniques car elles supportent les plasmons de surface.
À des longueurs d'onde spécifiques de la lumière, les plasmons de surface entrent en résonance et absorbent ou diffusent fortement la lumière incidente.
Cet effet est si fort que les nanoparticules d'argent permettent d'imager des nanoparticules d'argent individuelles d'un diamètre aussi petit que 20 nm à l'aide d'un microscope à fond noir conventionnel.
Ce couplage fort des nanostructures métalliques avec la lumière constitue la base du nouveau domaine de la plasmonique.
Les applications des nanoparticules d'argent plasmoniques comprennent les étiquettes, les capteurs et les détecteurs biomédicaux.
Les nanoparticules d'argent constituent également la base de techniques d'analyse telles que la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS) et la spectroscopie fluorescente améliorée en surface.
Utilisations photovoltaïques :
Il existe un intérêt croissant pour l’utilisation des grandes sections efficaces de diffusion et d’absorption des nanoparticules d’argent plasmoniques pour les applications solaires.
Puisque les nanoparticules d’argent agissent comme des antennes optiques efficaces, des rendements très élevés peuvent être obtenus lorsque les nanoparticules sont incorporées dans des collecteurs.
Propriétés des nanoparticules d'argent :
Propriétés optiques:
Lorsque des nanoparticules d'argent sont exposées à une longueur d'onde spécifique de lumière, le champ électromagnétique oscillant de la lumière induit une oscillation collective cohérente des électrons libres, qui provoque une séparation de charge par rapport au réseau ionique, formant une oscillation dipolaire dans la direction de la lumière. champ électrique de la lumière.
L'amplitude de l'oscillation atteint son maximum à une fréquence spécifique, appelée résonance plasmonique de surface (SPR).
Les propriétés d'absorption et de diffusion des nanoparticules d'argent peuvent être modifiées en contrôlant la taille, la forme et l'indice de réfraction des particules à proximité de la surface des particules.
Par exemple, les nanoparticules plus petites absorbent principalement la lumière et ont des pics proches de 400 nm, tandis que les nanoparticules plus grosses présentent une diffusion accrue et ont des pics qui s'élargissent et se déplacent vers des longueurs d'onde plus longues.
En outre, les propriétés optiques des nanoparticules d’argent peuvent également changer lorsque les particules s’agrègent et que les électrons de conduction proches de la surface de chaque particule se délocalisent.
*Effets antibactériens des nanoparticules d'argent :
Les effets antibactériens des nanoparticules d'argent ont été utilisés pour contrôler la croissance bactérienne dans diverses applications, notamment les soins dentaires, les applications chirurgicales, le traitement des plaies et des brûlures et les dispositifs biomédicaux.
Il est bien connu que les nanoparticules d’argent et les composés à base d’argent sont hautement toxiques pour les micro-organismes.
L’introduction de nanoparticules d’argent dans les cellules bactériennes peut induire un degré élevé de changements structurels et morphologiques, pouvant conduire à la mort cellulaire.
Les scientifiques ont démontré que l’effet antibactérien des nanoparticules d’argent est principalement dû à la libération prolongée d’ions d’argent libres provenant des nanoparticules, qui servent de véhicule aux ions d’argent.
Produits et fonctionnalisation des nanoparticules d’argent :
Les protocoles de synthèse pour la production de nanoparticules d'argent peuvent être modifiés pour produire des nanoparticules d'argent avec des géométries non sphériques et également pour fonctionnaliser des nanoparticules avec différents matériaux, tels que la silice.
La création de nanoparticules d'argent de différentes formes et revêtements de surface permet un meilleur contrôle de leurs propriétés spécifiques à leur taille.
Structures anisotropes :
Les nanoparticules d'argent peuvent être synthétisées sous diverses formes non sphériques (anisotropes).
Étant donné que l'argent, comme d'autres métaux nobles, présente un effet optique dépendant de la taille et de la forme, connu sous le nom de résonance plasmonique de surface localisée (LSPR) à l'échelle nanométrique, la capacité de synthétiser des nanoparticules d'argent sous différentes formes augmente considérablement la capacité d'ajuster leur comportement optique.
Par exemple, la longueur d'onde à laquelle le LSPR se produit pour des nanoparticules d'argent d'une morphologie donnée (par exemple une sphère) sera différente si cette sphère prend une forme différente.
Cette dépendance de forme permet à une nanoparticule d'argent de subir une amélioration optique dans une gamme de longueurs d'onde différentes, même en gardant sa taille relativement constante, simplement en changeant la forme des nanoparticules d'argent.
Cet aspect peut être exploité en synthèse pour favoriser le changement de forme des nanoparticules d’argent par interaction avec la lumière.
Les applications de cette expansion du comportement optique exploitée par la forme vont du développement de biocapteurs plus sensibles à l’augmentation de la longévité des textiles.
Nanoprismes triangulaires :
Les nanoparticules d'argent de forme triangulaire sont un type canonique de morphologie anisotrope étudiée à la fois pour l'or et l'argent.
Bien qu'il existe de nombreuses techniques différentes pour la synthèse des nanoprismes d'argent, plusieurs méthodes utilisent une approche médiée par les semences, qui consiste d'abord à synthétiser de petites nanoparticules d'argent (de 3 à 5 nm de diamètre) qui offrent un modèle pour une croissance dirigée vers la forme en nanostructures triangulaires.
Les graines d'argent sont synthétisées en mélangeant du nitrate d'argent et du citrate de sodium en solution aqueuse, puis en ajoutant rapidement du borohydrure de sodium.
Du nitrate d'argent supplémentaire est ajouté à la solution de graines à basse température, et les prismes sont développés en réduisant lentement l'excès de nitrate d'argent à l'aide d'acide ascorbique.
Avec l’approche de synthèse de nanoprismes d’argent par l’intermédiaire de graines, la sélectivité d’une forme par rapport à une autre peut être en partie contrôlée par le ligand de coiffage.
En utilisant essentiellement la même procédure ci-dessus mais en changeant le citrate en poly (vinylpyrrolidone) (PVP), on obtient des nanostructures cubiques et en forme de bâtonnet au lieu de nanoprismes triangulaires.
En plus de la technique médiée par les graines, les nanoprismes d'argent peuvent également être synthétisés à l'aide d'une approche photo-médiatisée, dans laquelle des nanoparticules d'argent sphériques préexistantes sont transformées en nanoprismes triangulaires simplement en exposant le mélange réactionnel à de fortes intensités de lumière.
Nanocubes :
Les nanocubes d'argent peuvent être synthétisés en utilisant de l'éthylène glycol comme agent réducteur et du PVP comme agent de coiffage, dans une réaction de synthèse de polyol (voir ci-dessus).
Une synthèse typique utilisant ces réactifs consiste à ajouter du nitrate d'argent frais et du PVP à une solution d'éthylène glycol chauffée à 140 °C.
Cette procédure peut en fait être modifiée pour produire une autre nanostructure d'argent anisotrope, les nanofils, en laissant simplement vieillir la solution de nitrate d'argent avant d'utiliser des nanoparticules d'argent dans la synthèse.
En laissant vieillir la solution de nitrate d'argent, la nanostructure initiale formée lors de la synthèse est légèrement différente de celle obtenue avec du nitrate d'argent frais, ce qui influence le processus de croissance, et donc la morphologie du produit final.
Enrobage de silice :
Dans cette méthode, la polyvinylpyrrolidone (PVP) est dissoute dans l’eau par sonication et mélangée à des particules colloïdales d’argent.
L'agitation active garantit que le PVP est adsorbé à la surface des nanoparticules d'argent.
La centrifugation sépare les nanoparticules d'argent recouvertes de PVP qui sont ensuite transférées dans une solution d'éthanol pour être centrifugées davantage et placées dans une solution d'ammoniac, d'éthanol et de Si (OEt4) (TES).
L'agitation pendant douze heures entraîne la formation d'une coque de silice constituée d'une couche environnante d'oxyde de silicium avec une liaison éther disponible pour ajouter des fonctionnalités.
Varier la quantité de TES permet différentes épaisseurs de coques formées.
Cette technique est populaire en raison de sa capacité à ajouter diverses fonctionnalités à la surface de silice exposée.
Méthodes de synthèse des nanoparticules d’argent :
Chimie humide :
Les méthodes les plus courantes de synthèse de nanoparticules relèvent de la catégorie de la chimie humide ou de la nucléation de particules dans une solution.
Cette nucléation se produit lorsqu'un complexe d'ions argent, généralement AgNO3 ou AgClO4, est réduit en Ag colloïdal en présence d'un agent réducteur. Lorsque la concentration augmente suffisamment, les ions d’argent métalliques dissous se lient pour former une surface stable.
La surface est énergétiquement défavorable lorsque l'amas est petit, car l'énergie gagnée en diminuant la concentration de particules dissoutes n'est pas aussi élevée que l'énergie perdue lors de la création d'une nouvelle surface.
Lorsque l’amas atteint une certaine taille, appelée rayon critique, les nanoparticules d’argent deviennent énergétiquement favorables et donc suffisamment stables pour continuer à croître.
Ce noyau reste ensuite dans le système et se développe à mesure que davantage d'atomes d'argent diffusent à travers la solution et se fixent à la surface.
Lorsque la concentration dissoute d’argent atomique diminue suffisamment, les nanoparticules d’argent ne permettent plus à suffisamment d’atomes de se lier ensemble pour former un noyau stable.
À ce seuil de nucléation, de nouvelles nanoparticules cessent de se former et l’argent dissous restant est absorbé par diffusion dans les nanoparticules en croissance dans la solution.
Au fur et à mesure que les particules grandissent, d’autres molécules de la solution diffusent et se fixent à la surface.
Ce processus stabilise l’énergie de surface de la particule et empêche les nouveaux ions argent d’atteindre la surface.
La fixation de ces agents de coiffage/stabilisation ralentit et finalement arrête la croissance de la particule.
Les ligands de coiffage les plus courants sont le citrate trisodique et la polyvinylpyrrolidone (PVP), mais de nombreux autres sont également utilisés dans diverses conditions pour synthétiser des particules ayant des tailles, des formes et des propriétés de surface particulières.
Il existe de nombreuses méthodes de synthèse humide, notamment l'utilisation de sucres réducteurs, la réduction du citrate, la réduction via le borohydrure de sodium, la réaction du miroir d'argent, le procédé au polyol, la croissance médiée par les graines et la croissance médiée par la lumière.
Chacune de ces méthodes, ou une combinaison de méthodes, offrira différents degrés de contrôle sur la distribution de taille ainsi que sur les distributions des arrangements géométriques des nanoparticules.
Une nouvelle technique chimique humide très prometteuse a été découverte par Elsupikhe et al. (2015).
Ils ont développé une synthèse verte assistée par ultrasons.
Sous traitement par ultrasons, des nanoparticules d'argent (AgNP) sont synthétisées avec du κ-carraghénane comme stabilisant naturel.
La réaction est effectuée à température ambiante et produit des nanoparticules d'argent avec une structure cristalline FCC sans impuretés.
La concentration de κ-carraghénane est utilisée pour influencer la distribution granulométrique des AgNP
Réduction des monosaccharides :
Il existe de nombreuses façons de synthétiser les nanoparticules d’argent ; une méthode consiste à utiliser les monosaccharides.
Cela inclut le glucose, le fructose, le maltose, la maltodextrine, etc., mais pas le saccharose.
Les nanoparticules d'argent constituent également une méthode simple pour réduire les ions d'argent en nanoparticules d'argent, car elles impliquent généralement un processus en une seule étape.
Certaines méthodes ont indiqué que ces sucres réducteurs sont essentiels à la formation de nanoparticules d’argent.
De nombreuses études ont indiqué que cette méthode de synthèse verte, utilisant notamment l'extrait de Cacumen platycladi, permettait la réduction de l'argent.
De plus, la taille des nanoparticules d’argent pourrait être contrôlée en fonction de la concentration de l’extrait.
Les études indiquent que les concentrations plus élevées sont corrélées à un nombre accru de nanoparticules.
Des nanoparticules d'argent plus petites se sont formées à des niveaux de pH élevés en raison de la concentration des monosaccharides.
Une autre méthode de synthèse de nanoparticules d’argent comprend l’utilisation de sucres réducteurs avec de l’amidon alcalin et du nitrate d’argent.
Les sucres réducteurs possèdent des groupements aldéhyde et cétone libres, qui leur permettent d'être oxydés en gluconate.
Le monosaccharide doit avoir un groupe cétone libre car pour agir comme agent réducteur, les nanoparticules d'argent subissent d'abord une tautomérisation.
De plus, si les aldéhydes sont liés, les nanoparticules d’argent resteront bloquées sous forme cyclique et ne pourront pas agir comme agent réducteur.
Par exemple, le glucose possède un groupe fonctionnel aldéhyde capable de réduire les cations argent en atomes d’argent et est ensuite oxydé en acide gluconique.
La réaction d’oxydation des sucres se produit dans des solutions aqueuses. L'agent de coiffage n'est pas non plus présent lorsqu'il est chauffé.
Réduction des citrates :
La réduction du citrate est une méthode ancienne et très courante de synthèse de nanoparticules d’argent.
Cette méthode a été enregistrée pour la première fois par MC Lea, qui a réussi à produire un colloïde d'argent stabilisé au citrate en 1889.
La réduction du citrate implique la réduction d'une particule source d'argent, généralement AgNO3 ou AgClO4, en argent colloïdal à l'aide de citrate trisodique, Na3C6H5O7.
La synthèse est généralement réalisée à une température élevée (~ 100 °C) pour maximiser la monodispersité (uniformité de la taille et de la forme) de la particule.
Dans cette méthode, l’ion citrate agit traditionnellement à la fois comme agent réducteur et comme ligand de coiffage, faisant des nanoparticules d’argent un processus utile pour la production d’AgNP en raison de la facilité relative des nanoparticules d’argent et du temps de réaction court.
Cependant, les particules d’argent formées peuvent présenter de larges distributions de tailles et former simultanément plusieurs géométries de particules différentes.
L’ajout d’agents réducteurs plus puissants à la réaction est souvent utilisé pour synthétiser des particules de taille et de forme plus uniformes.
Réduction via le borohydrure de sodium :
La synthèse de nanoparticules d'argent par réduction du borohydrure de sodium (NaBH4) se produit par la réaction suivante :
Ag+ + BH4− + 3 H2O → Ag0 +B(OH)3 +3,5 H2
Les atomes métalliques réduits formeront des noyaux de nanoparticules.
Dans l’ensemble, ce processus est similaire à la méthode de réduction ci-dessus utilisant du citrate.
L’avantage de l’utilisation du borohydrure de sodium est une monodispersité accrue de la population de particules finales.
La raison de l’augmentation de la monodispersité lors de l’utilisation de NaBH4 est que les nanoparticules d’argent sont un agent réducteur plus puissant que le citrate.
L'impact de la force de l'agent réducteur peut être observé en inspectant un diagramme de LaMer qui décrit la nucléation et la croissance des nanoparticules.
Lorsque le nitrate d'argent (AgNO3) est réduit par un agent réducteur faible comme le citrate, le taux de réduction est plus faible, ce qui signifie que de nouveaux noyaux se forment et que les anciens noyaux se développent simultanément.
C'est la raison pour laquelle la réaction au citrate a une faible monodispersité.
Étant donné que NaBH4 est un agent réducteur beaucoup plus puissant, la concentration de nitrate d'argent est réduite rapidement, ce qui raccourcit le temps pendant lequel de nouveaux noyaux se forment et se développent simultanément, produisant une population monodispersée de nanoparticules d'argent.
Les particules formées par réduction doivent avoir leurs surfaces stabilisées pour éviter une agglomération indésirable de particules (lorsque plusieurs particules se lient ensemble), une croissance ou un grossissement.
La force motrice de ces phénomènes est la minimisation de l’énergie de surface (les nanoparticules ont un rapport surface/volume important).
Cette tendance à réduire l'énergie de surface dans le système peut être contrecarrée en ajoutant des espèces qui s'adsorberont à la surface des nanoparticules et diminueront l'activité de la surface des particules, empêchant ainsi l'agglomération des particules selon la théorie DLVO et empêchant la croissance en occupant des sites d'attachement pour le métal. atomes.
Les espèces chimiques qui s'adsorbent à la surface des nanoparticules sont appelées ligands.
Certaines de ces espèces stabilisantes de surface sont : NaBH4 en grande quantité, la poly(vinylpyrrolidone) (PVP), le dodécylsulfate de sodium (SDS) et/ou le dodécanethiol.
Une fois les particules formées en solution, elles doivent être séparées et collectées.
Il existe plusieurs méthodes générales pour éliminer les nanoparticules d'une solution, notamment l'évaporation de la phase solvant ou l'ajout de produits chimiques à la solution qui diminuent la solubilité des nanoparticules dans la solution.
Les deux méthodes forcent la précipitation des nanoparticules.
Procédé polyol :
Le procédé au polyol est une méthode particulièrement utile car les nanoparticules d'argent permettent un degré élevé de contrôle sur la taille et la géométrie des nanoparticules résultantes.
En général, la synthèse du polyol commence par le chauffage d'un composé polyol tel que l'éthylène glycol, le 1,5-pentanediol ou le 1,2-propylène glycol7.
Une espèce Ag+ et un agent de coiffage sont ajoutés (bien que le polyol lui-même soit aussi souvent l'agent de coiffage).
L'espèce Ag+ est ensuite réduite par le polyol en nanoparticules colloïdales.
Le procédé polyol est très sensible aux conditions de réaction telles que la température, l’environnement chimique et la concentration des substrats.
Par conséquent, en modifiant ces variables, différentes tailles et géométries peuvent être sélectionnées, telles que des quasi-sphères, des pyramides, des sphères et des fils.
Une étude plus approfondie a examiné plus en détail le mécanisme de ce processus ainsi que les géométries résultantes dans diverses conditions de réaction.
Croissance médiée par les graines :
La croissance médiée par les graines est une méthode synthétique dans laquelle de petits noyaux stables sont cultivés dans un environnement chimique distinct jusqu'à atteindre la taille et la forme souhaitées.
Les méthodes médiées par les graines comprennent deux étapes différentes : la nucléation et la croissance.
La variation de certains facteurs dans la synthèse (par exemple ligand, temps de nucléation, agent réducteur, etc.) peut contrôler la taille et la forme finales de l'argent.
Nanoparticules, faisant de la croissance médiée par les graines une approche synthétique populaire pour contrôler la morphologie des nanoparticules.
L'étape de nucléation de la croissance médiée par les graines consiste en la réduction des ions métalliques d'un précurseur en atomes métalliques.
Afin de contrôler la distribution de taille des graines, la période de nucléation doit être réduite à la monodispersité.
Le modèle LaMer illustre ce concept.
Les graines sont généralement constituées de petites nanoparticules d'argent, stabilisées par un ligand.
Les ligands sont de petites molécules, généralement organiques, qui se lient à la surface des particules, empêchant ainsi la croissance des graines.
Les ligands sont nécessaires car ils augmentent la barrière énergétique de la coagulation, empêchant ainsi l'agglomération.
L'équilibre entre les forces attractives et répulsives au sein des solutions colloïdales peut être modélisé par la théorie DLVO.
L'affinité de liaison au ligand et la sélectivité peuvent être utilisées pour contrôler la forme et la croissance.
Pour la synthèse des graines, un ligand ayant une affinité de liaison moyenne à faible doit être choisi afin de permettre l'échange pendant la phase de croissance.
La croissance de nanograines consiste à placer les graines dans une solution de croissance.
La solution de croissance nécessite une faible concentration d'un précurseur métallique, des ligands qui s'échangeront facilement avec des ligands de graines préexistants, et une concentration faible ou très faible d'agent réducteur.
L'agent réducteur ne doit pas être suffisamment puissant pour réduire le précurseur métallique dans la solution de croissance en l'absence de graines.
Sinon, la solution de croissance formera de nouveaux sites de nucléation au lieu de croître sur des sites préexistants (graines).
La croissance est le résultat de la compétition entre l’énergie de surface (qui augmente défavorablement avec la croissance) et l’énergie globale (qui diminue favorablement avec la croissance).
L'équilibre entre l'énergie de croissance et de dissolution est à l'origine d'une croissance uniforme uniquement sur les graines préexistantes (et pas de nouvelle nucléation).
La croissance se produit par l'ajout d'atomes métalliques de la solution de croissance aux graines et par un échange de ligands entre les ligands de croissance (qui ont une affinité de liaison plus élevée) et les ligands des graines.
La portée et la direction de la croissance peuvent être contrôlées par les nanograines, la concentration du précurseur métallique, le ligand et les conditions de réaction (chaleur, pression, etc.).
Le contrôle des conditions stœchiométriques de la solution de croissance contrôle la taille ultime des particules.
Par exemple, une faible concentration de germes métalliques en précurseur métallique dans la solution de croissance produira des particules plus grosses.
Il a été démontré que l'agent de coiffage contrôle la direction de la croissance et donc la forme.
Les ligands peuvent avoir diverses affinités pour se lier à une particule.
Une liaison différentielle au sein d’une particule peut entraîner une croissance différente d’une particule à l’autre.
Cela produit des particules anisotropes de formes non sphériques, notamment des prismes, des cubes et des bâtonnets.
Croissance médiée par la lumière :
Des synthèses médiées par la lumière ont également été explorées, dans lesquelles la lumière peut favoriser la formation de diverses morphologies de nanoparticules d'argent.
Réaction du miroir argenté :
La réaction du miroir d’argent implique la conversion du nitrate d’argent en Ag(NH3)OH.
Ag(NH3)OH est ensuite réduit en argent colloïdal à l'aide d'une molécule contenant un aldéhyde telle qu'un sucre.
La réaction du miroir d’argent est la suivante :
2(Ag(NH3)2)+ + RCHO + 2OH− → RCOOH + 2Ag + 4NH3
La taille et la forme des nanoparticules d’argent produites sont difficiles à contrôler et ont souvent une large distribution.
Cependant, cette méthode est souvent utilisée pour appliquer de fines couches de particules d’argent sur des surfaces et des études plus approfondies sont en cours pour produire des nanoparticules d’argent de taille plus uniforme.
Implantation ionique:
L'implantation ionique a été utilisée pour créer des nanoparticules d'argent incorporées dans du verre, du polyuréthane, du silicone, du polyéthylène et du poly(méthacrylate de méthyle).
Les particules sont incrustées dans le substrat par bombardement à des tensions accélératrices élevées.
À une densité de courant fixe du faisceau d'ions jusqu'à une certaine valeur, la taille des nanoparticules d'argent incorporées s'est avérée monodispersée au sein de la population, après quoi seule une augmentation de la concentration ionique est observée.
Il a été constaté qu'une augmentation supplémentaire de la dose du faisceau d'ions réduisait à la fois la taille et la densité des nanoparticules d'argent dans le substrat cible, alors qu'un faisceau d'ions fonctionnant à une tension d'accélération élevée avec une densité de courant progressivement croissante entraînait une augmentation progressive. dans la taille des nanoparticules d'argent.
Il existe quelques mécanismes concurrents qui peuvent entraîner une diminution de la taille des nanoparticules d'argent ; destruction des NP lors d'une collision, pulvérisation de la surface de l'échantillon, fusion de particules lors du chauffage et de la dissociation.
La formation de nanoparticules d’argent incorporées est complexe et tous les paramètres et facteurs de contrôle n’ont pas encore été étudiés.
La simulation informatique est encore difficile car les nanoparticules d'argent impliquent des processus de diffusion et de regroupement, mais elles peuvent être décomposées en quelques sous-processus différents tels que l'implantation, la diffusion et la croissance.
Lors de l'implantation, les ions argent atteindront différentes profondeurs dans le substrat qui se rapprochent d'une distribution gaussienne avec la moyenne centrée sur la profondeur X.
Les conditions de température élevée pendant les étapes initiales de l'implantation augmenteront la diffusion des impuretés dans le substrat et limiteront par conséquent la saturation des ions incidents, nécessaire à la nucléation des nanoparticules d'argent.
La température de l’implant et la densité de courant du faisceau ionique sont cruciales à contrôler afin d’obtenir une distribution en taille et en profondeur des nanoparticules d’argent monodispersées.
Une faible densité de courant peut être utilisée pour contrer l'agitation thermique du faisceau d'ions et l'accumulation de charge de surface.
Après implantation sur la surface, les courants de faisceau peuvent être augmentés à mesure que la conductivité de la surface augmente.
La vitesse de diffusion des impuretés diminue rapidement après la formation des nanoparticules d’argent, qui agissent comme un piège à ions mobile.
Cela suggère que le début du processus d’implantation est essentiel pour le contrôle de l’espacement et de la profondeur des nanoparticules d’argent résultantes, ainsi que pour le contrôle de la température du substrat et de la densité du faisceau ionique.
La présence et la nature de ces particules peuvent être analysées à l'aide de nombreux instruments de spectroscopie et de microscopie.
Les nanoparticules d'argent synthétisées dans le substrat présentent des résonances plasmoniques de surface, comme en témoignent les bandes d'absorption caractéristiques ; ces caractéristiques subissent des déplacements spectraux en fonction de la taille des nanoparticules d'argent et des aspérités de surface, mais les propriétés optiques dépendent également fortement du matériau du substrat du composite.
Synthèse biologique :
La synthèse biologique de nanoparticules d'argent a permis d'améliorer les techniques par rapport aux méthodes traditionnelles qui nécessitent l'utilisation d'agents réducteurs nocifs comme le borohydrure de sodium.
Beaucoup de ces méthodes pourraient améliorer leur empreinte environnementale en remplaçant ces agents réducteurs relativement puissants.
Les méthodes biologiques couramment utilisées utilisent des extraits de plantes ou de fruits, des champignons et même des parties d’animaux comme l’extrait d’ailes d’insectes.
Les problèmes liés à la production chimique de nanoparticules d'argent impliquent généralement un coût élevé et la longévité des particules est de courte durée en raison de l'agrégation.
La dureté des méthodes chimiques standard a suscité l’utilisation d’organismes biologiques pour réduire les ions d’argent en solution en nanoparticules d’argent colloïdales.
De plus, un contrôle précis de la forme et de la taille est vital lors de la synthèse des nanoparticules d’argent puisque les propriétés thérapeutiques des NP dépendent intimement de ces facteurs.
Par conséquent, l’objectif principal de la recherche en synthèse biogénique est de développer des méthodes permettant de reproduire de manière cohérente des NP dotées de propriétés précises.
Champignons et bactéries :
La synthèse bactérienne et fongique des nanoparticules d’argent est pratique car les bactéries et les champignons sont faciles à manipuler et peuvent être facilement modifiés génétiquement.
Cela permet de développer des biomolécules capables de synthétiser des AgNP de différentes formes et tailles avec un rendement élevé, ce qui est à l'avant-garde des défis actuels dans la synthèse des nanoparticules d'argent.
Des souches fongiques telles que Verticillium et des souches bactériennes telles que Klebsiella pneumoniae peuvent être utilisées dans la synthèse de nanoparticules d'argent.
Lorsque le champignon/bactérie est ajouté à la solution, la biomasse protéique est libérée dans la solution.
Les résidus donneurs d'électrons tels que le tryptophane et la tyrosine réduisent les ions argent dans la solution apportée par le nitrate d'argent.
Il a été constaté que ces méthodes créent efficacement des nanoparticules d’argent monodispersées stables sans utiliser d’agents réducteurs nocifs.
Une méthode a été trouvée pour réduire les ions argent par l'introduction du champignon Fusarium oxysporum.
Les nanoparticules d'argent formées selon cette méthode ont une taille comprise entre 5 et 15 nm et sont constituées d'hydrosol d'argent.
On pense que la réduction des nanoparticules d’argent provient d’un processus enzymatique et que les nanoparticules d’argent produites sont extrêmement stables en raison des interactions avec les protéines excrétées par les champignons.
La bactérie trouvée dans les mines d'argent, Pseudomonas stutzeri AG259, était capable de construire des particules d'argent en forme de triangles et d'hexagones.
La taille de ces nanoparticules d’argent présentait une large gamme de tailles et certaines d’entre elles atteignaient des tailles supérieures à l’échelle nanométrique habituelle, avec une taille de 200 nm.
Les nanoparticules d'argent ont été trouvées dans la matrice organique des bactéries.
Des bactéries productrices d’acide lactique ont été utilisées pour produire des nanoparticules d’argent.
Les bactéries Lactobacillus spp., Pediococcus pentosaceus, Enteroccus faeciumI et Lactococcus garvieae se sont révélées capables de réduire les ions d'argent en nanoparticules d'argent.
La production de nanoparticules d'argent a lieu dans la cellule à partir des interactions entre les ions d'argent et les composés organiques de la cellule.
Il a été découvert que les nanoparticules d'argent étaient la bactérie Lactobacillus fermentum qui créait les plus petites nanoparticules d'argent avec une taille moyenne de 11,2 nm.
Il a également été constaté que cette bactérie produisait les nanoparticules d'argent avec la distribution de taille la plus petite et que les nanoparticules d'argent se trouvaient principalement à l'extérieur des cellules.
Il a également été constaté que les nanoparticules d'argent augmentaient le pH, augmentant le taux de production des nanoparticules d'argent et la quantité de particules produites.
Plantes:
La réduction des ions argent en nanoparticules d’argent a également été réalisée grâce à des feuilles de géranium.
Il a été découvert que l'ajout d'extrait de feuille de géranium à des solutions de nitrate d'argent entraîne une réduction rapide de leurs ions d'argent et que les nanoparticules produites sont particulièrement stables.
Les nanoparticules d'argent produites en solution avaient une taille comprise entre 16 et 40 nm.
Dans une autre étude, différents extraits de feuilles de plantes ont été utilisés pour réduire les ions argent.
Il a été découvert que, parmi le Camellia sinensis (thé vert), le pin, le kaki, le ginko, le magnolia et le platanus, l'extrait de feuille de magnolia était le meilleur pour créer des nanoparticules d'argent.
Cette méthode a créé des particules avec une plage de tailles dispersées de 15 à 500 nm, mais il a également été constaté que les nanoparticules d'argent pouvaient contrôler la taille des particules en faisant varier la température de réaction.
La vitesse à laquelle les ions étaient réduits par l'extrait de feuille de magnolia était comparable à celle de l'utilisation de produits chimiques pour les réduire.
L’utilisation de plantes, de microbes et de champignons dans la production de nanoparticules d’argent ouvre la voie à une production de nanoparticules d’argent plus respectueuse de l’environnement.
Une méthode verte est disponible pour synthétiser des nanoparticules d’argent à l’aide de l’extrait de feuille d’Amaranthus gangeticus Linn.
Recherche biologique sur les nanoparticules d'argent :
Les chercheurs ont exploré l’utilisation de nanoparticules d’argent comme supports pour délivrer diverses charges utiles telles que de petites molécules médicamenteuses ou de grandes biomolécules vers des cibles spécifiques.
Une fois que l’AgNP aura eu suffisamment de temps pour atteindre la cible des nanoparticules d’argent, la libération de la charge utile pourrait potentiellement être déclenchée par un stimulus interne ou externe.
Le ciblage et l’accumulation de nanoparticules d’argent peuvent fournir des concentrations élevées de charge utile sur des sites cibles spécifiques et minimiser les effets secondaires.
Chimiothérapie:
L’introduction de la nanotechnologie en médecine devrait faire progresser l’imagerie diagnostique du cancer et les normes de conception de médicaments thérapeutiques.
La nanotechnologie pourrait révéler des informations sur la structure, la fonction et le niveau organisationnel du biosystème à l'échelle nanométrique.
Les nanoparticules d'argent peuvent subir des techniques de revêtement qui offrent une surface fonctionnalisée uniforme à laquelle des substrats peuvent être ajoutés.
Lorsque les nanoparticules d'argent sont recouvertes, par exemple, de silice, la surface existe sous forme d'acide silicique.
Des substrats peuvent ainsi être ajoutés via des liaisons éther et ester stables qui ne sont pas immédiatement dégradées par les enzymes métaboliques naturelles.
Des applications chimiothérapeutiques récentes ont permis de concevoir des médicaments anticancéreux dotés d'un lieur photoclivable, tel qu'un pont ortho-nitrobenzyle, fixant les nanoparticules d'argent au substrat situé à la surface des nanoparticules d'argent.
Le complexe de nanoparticules d'argent à faible toxicité peut rester viable sous une attaque métabolique pendant le temps nécessaire pour être distribué dans tous les systèmes de l'organisme.
Si une tumeur cancéreuse est ciblée pour un traitement, la lumière ultraviolette peut être introduite sur la région tumorale.
L'énergie électromagnétique de la lumière provoque la rupture du lieur photosensible entre le médicament et le substrat des nanoparticules d'argent.
Le médicament est maintenant clivé et libéré sous une forme active inchangée pour agir sur les cellules tumorales cancéreuses.
Les avantages attendus de cette méthode sont que le médicament est transporté sans composés hautement toxiques, le médicament est libéré sans rayonnement nocif ou sans qu'une réaction chimique spécifique se produise et le médicament peut être libéré sélectivement sur un tissu cible.
Une deuxième approche consiste à attacher un médicament chimiothérapeutique directement à la surface fonctionnalisée de la nanoparticule d'argent combinée à une espèce nucléophile pour subir une réaction de déplacement.
Par exemple, une fois que le complexe médicamenteux Nanoparticules d’argent pénètre ou se trouve à proximité du tissu ou des cellules cibles, un monoester de glutathion peut être administré sur le site.
L’oxygène ester nucléophile se fixera à la surface fonctionnalisée des nanoparticules d’argent via une nouvelle liaison ester tandis que le médicament sera libéré dans l’environnement des nanoparticules d’argent.
Le médicament est désormais actif et peut exercer la fonction biologique des nanoparticules d'argent sur les cellules situées immédiatement à proximité, limitant ainsi les interactions indésirables avec d'autres tissus.
Résistance multiple aux médicaments :
L’une des principales causes de l’inefficacité des traitements de chimiothérapie actuels est la multirésistance aux médicaments, qui peut résulter de plusieurs mécanismes.
Les nanoparticules peuvent fournir un moyen de surmonter le MDR.
En général, lors de l'utilisation d'un agent de ciblage pour administrer des nanoporteurs aux cellules cancéreuses, il est impératif que les nanoparticules d'argent se lient avec une sélectivité élevée aux molécules exprimées de manière unique à la surface des cellules.
Par conséquent, les NP peuvent être conçues avec des protéines qui détectent spécifiquement les cellules résistantes aux médicaments avec des protéines transporteuses surexprimées à leur surface.
L’un des pièges des systèmes d’administration de nanomédicaments couramment utilisés est que les médicaments libres libérés par les nanoporteurs dans le cytosol sont à nouveau exposés aux transporteurs MDR et sont exportés.
Pour résoudre ce problème, des particules d'argent nanocristallines de 8 nm ont été modifiées par l'ajout d'un activateur transcriptionnel trans-activant (TAT), dérivé du virus VIH-1, qui agit comme un peptide pénétrant dans les cellules (CPP).
Généralement, l’efficacité de l’AgNP est limitée en raison du manque d’absorption cellulaire efficace ; cependant, la modification du CPP est devenue l’une des méthodes les plus efficaces pour améliorer la délivrance intracellulaire de nanoparticules.
Une fois ingéré, l’exportation de l’AgNP est empêchée sur la base d’une exclusion de taille.
Le concept est simple : les nanoparticules sont trop grosses pour être effluxées par les transporteurs MDR, car la fonction d'efflux est strictement soumise à la taille des substrats des nanoparticules d'argent, qui est généralement limitée à une plage de 300 à 2 000 Da.
Ainsi, les nanoparticules restent insensibles à l'efflux, offrant ainsi un moyen de s'accumuler à des concentrations élevées.
Antimicrobien :
L’introduction d’argent dans les cellules bactériennes induit de nombreux changements structurels et morphologiques pouvant conduire à la mort cellulaire.
Lorsque les nanoparticules d’argent entrent en contact avec les bactéries, elles adhèrent à la paroi cellulaire et à la membrane cellulaire.
Une fois lié, une partie de l’argent passe à l’intérieur et interagit avec des composés contenant du phosphate comme l’ADN et l’ARN, tandis qu’une autre partie adhère aux protéines contenant du soufre sur la membrane.
Les interactions argent-soufre au niveau de la membrane provoquent des changements structurels dans la paroi cellulaire, comme la formation de creux et de pores.
À travers ces pores, les composants cellulaires sont libérés dans le liquide extracellulaire, simplement en raison de la différence osmotique. Au sein de la cellule, l’intégration de l’argent crée une région de faible poids moléculaire où l’ADN se condense ensuite.
Avoir de l'ADN dans un état condensé inhibe le contact des protéines de réplication de la cellule avec l'ADN.
Ainsi l’introduction de nanoparticules d’argent inhibe la réplication et suffit à provoquer la mort de la cellule.
Augmentant encore leur effet, lorsque l'argent entre en contact avec des fluides, les nanoparticules d'argent ont tendance à s'ioniser, ce qui augmente l'activité bactéricide des nanoparticules d'argent.
Cela a été corrélé à la suppression des enzymes et à l’inhibition de l’expression de protéines liées à la capacité de la cellule à produire de l’ATP.
Bien que les nanoparticules d'argent varient pour chaque type de cellule proposé, car la composition de leur membrane cellulaire varie considérablement, il a été constaté qu'en général, les nanoparticules d'argent d'une taille moyenne de 10 nm ou moins présentent des effets électroniques qui augmentent considérablement leur activité bactéricide.
Cela pourrait également être dû en partie au fait qu’à mesure que la taille des particules diminue, la réactivité augmente en raison de l’augmentation du rapport surface/volume.
Il a été démontré que les nanoparticules d'argent ont une activité antibactérienne synergique avec les antibiotiques couramment utilisés tels que ; pénicilline G, ampicilline, érythromycine, clindamycine et vancomycine contre E. coli et S. aureus.
En outre, une activité antibactérienne synergique a été rapportée entre les nanoparticules d'argent et le peroxyde d'hydrogène, ce qui amène cette combinaison à exercer un effet bactéricide significativement accru contre les bactéries Gram-négatives et Gram-positives.
Cette synergie antibactérienne entre les nanoparticules d'argent et le peroxyde d'hydrogène peut éventuellement être attribuée à une réaction de type Fenton qui génère des espèces d'oxygène hautement réactives telles que des radicaux hydroxyles.
Les nanoparticules d'argent peuvent empêcher les bactéries de se développer ou d'adhérer à la surface.
Cela peut être particulièrement utile en milieu chirurgical où toutes les surfaces en contact avec le patient doivent être stériles.
Les nanoparticules d'argent peuvent être incorporées sur de nombreux types de surfaces, notamment les métaux, le plastique et le verre.
Dans les équipements médicaux, il a été démontré que les nanoparticules d'argent réduisent le nombre de bactéries sur les appareils utilisés par rapport aux anciennes techniques.
Cependant, le problème survient lorsque la procédure est terminée et qu’il faut en refaire une nouvelle.
Lors du processus de lavage des instruments, une grande partie des nanoparticules d'argent deviennent moins efficaces en raison de la perte d'ions d'argent.
Ils sont plus couramment utilisés dans les greffes de peau pour les brûlés, car les nanoparticules d'argent incorporées dans le greffon offrent une meilleure activité antimicrobienne et entraînent beaucoup moins de cicatrices sur la victime.
Ces nouvelles applications sont les descendants directs de pratiques plus anciennes qui utilisaient le nitrate d’argent pour traiter des affections telles que les ulcères cutanés.
Désormais, les nanoparticules d’argent sont utilisées dans les bandages et les patchs pour aider à guérir certaines brûlures et blessures.
Une approche alternative consiste à utiliser AgNP pour stériliser les pansements biologiques (par exemple, la peau de poisson tilapia) pour la gestion des brûlures et des plaies.
Ils présentent également une application prometteuse en tant que méthode de traitement de l’eau pour produire de l’eau potable.
Cela n’a l’air de rien, mais l’eau contient de nombreuses maladies et certaines régions du monde n’ont pas le luxe d’avoir de l’eau propre, voire pas du tout.
Les nanoparticules d'argent n'étaient pas nouvelles dans l'utilisation de l'argent pour éliminer les microbes, mais cette expérience utilisait le carbonate présent dans l'eau pour rendre les microbes encore plus vulnérables à l'argent.
Tout d'abord, les scientifiques de l'expérience utilisent les nanopaticules pour éliminer de l'eau certains pesticides qui s'avèrent mortels en cas d'ingestion.
Plusieurs autres tests ont montré que les nanoparticules d'argent étaient également capables d'éliminer certains ions présents dans l'eau, comme le fer, le plomb et l'arsenic.
Mais ce n’est pas la seule raison pour laquelle les nanoparticules d’argent sont si attrayantes : elles ne nécessitent aucune force externe (pas d’électricité hydrolique) pour que la réaction se produise.
À l’inverse, les nanoparticules d’argent post-consommation présentes dans les eaux usées peuvent avoir un impact négatif sur les agents biologiques utilisés dans le traitement des eaux usées.
Métrologie des nanoparticules d'argent :
Un certain nombre de matériaux de référence sont disponibles pour les nanoparticules d'argent.
NIST RM 8017 contient des nanoparticules d'argent de 75 nm incorporées dans un gâteau de polymère polyvinylpyrrolidone pour les stabiliser contre l'oxydation pour une longue durée de conservation.
Ils ont des valeurs de référence pour la taille moyenne des particules utilisant la diffusion dynamique de la lumière, la diffusion des rayons X aux ultra petits angles, la microscopie à force atomique et la microscopie électronique à transmission ; et les valeurs de référence de distribution de taille pour les deux dernières méthodes.
Le matériau de référence certifié BAM-N001 contient des nanoparticules d'argent avec une distribution de taille spécifiée avec une taille médiane pondérée en nombre de 12,6 nm mesurée par diffusion des rayons X aux petits angles et microscopie électronique à transmission.
Manipulation et stockage des nanoparticules d’argent :
Précautions à prendre pour une manipulation sans danger:
Mesures d'hygiène:
Changez immédiatement les vêtements contaminés.
Appliquer une protection cutanée préventive.
Se laver les mains et le visage après avoir travaillé avec la substance.
Stabilité et réactivité des nanoparticules d'argent :
Stabilité chimique:
Les nanoparticules d'argent sont chimiquement stables dans des conditions ambiantes standards (température ambiante).
Possibilité de réactions dangereuses:
Pas de données disponibles
Mesures de premiers secours concernant les nanoparticules d'argent :
En cas d'inhalation :
Après inhalation :
Air frais.
En cas de contact avec la peau :
Enlever immédiatement tous les vêtements contaminés.
Rincer la peau avec de l'eau/une douche.
Consultez un médecin.
En cas de contact visuel :
Après contact visuel :
Rincer abondamment à l'eau.
Appelez un ophtalmologiste.
Retirez les lentilles de contact.
En cas d'ingestion:
Après avoir avalé :
Faire boire immédiatement de l'eau à la victime (deux verres au maximum).
Consultez un médecin.
Indication des éventuels soins médicaux immédiats et traitements particuliers nécessaires :
Pas de données disponibles
Mesures de lutte contre l'incendie des nanoparticules d'argent :
Moyens d'extinction appropriés :
Eau
Mousse
Dioxyde de carbone (CO2)
Poudre sèche
Moyens d'extinction inappropriés :
Pour cette substance/mélange, aucune limitation concernant les agents extincteurs n'est indiquée.
Informations complémentaires :
Empêcher l'eau d'extinction d'incendie de contaminer les eaux de surface ou le système d'eau souterraine.
Mesures en cas de rejet accidentel de nanoparticules d'argent :
Précautions environnementales:
Ne laissez par le produit entrer dans des canalisations.
Méthodes et matériels de confinement et de nettoyage :
Couvrir les canalisations.
Collectez, liez et pompez les déversements.
Respecter les éventuelles restrictions matérielles.
Prendre à sec.
Éliminer correctement.
Nettoyer la zone touchée
Contrôles de l'exposition/protection personnelle des nanoparticules d'argent :
Équipement de protection individuelle:
Protection des yeux/du visage :
Utiliser un équipement de protection des yeux
Lunettes de protection
Protection de la peau :
Manipuler avec des gants.
Se laver et se sécher les mains.
Contact complet :
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Contact anti-éclaboussures :
Matériau : Caoutchouc nitrile
Épaisseur minimale de la couche : 0,11 mm
Temps de percée : 480 min
Protection du corps :
vêtements de protection
Protection respiratoire:
Type de filtre recommandé : Filtre de type P2
Contrôle de l’exposition environnementale :
Ne laissez par le produit entrer dans des canalisations.
Identifiants des nanoparticules d’argent :
Numéro CAS : 7440-22-4
Numéro CE : 231-131-3
Numéro MDL : MFCD00003397
Formule linéaire : Ag
Numéro CAS : 7440-22-4
Numéro CE : 231-131-3
Formule moléculaire : Ag
Poids moléculaire : 107,87
Propriétés des nanoparticules d'argent :
Poids moléculaire : 107,87
Aspect : Poudre
Point de fusion : 961,78 °C
Point d'ébullition : 2162 °C
Densité : N/A
Densité apparente : 0,312 g/cm3
Densité réelle : ~10,5 g/cm3
Plage de taille : 80-100 nm
Taille moyenne des particules : Surface spécifique : 5,37 m2/g
Morphologie : sphérique
Solubilité dans H2O : N/A
Phase cristalline / Structure : cubique
Coefficient de Poisson : 0,37
Dilatation thermique : (25 °C) 18,9 µm·m-1·K-1
Dureté Vickers : 251 MPa
Module de Young : 83 GPa
Formule linéaire : Ag
Numéro MDL : MFCD00003397
N° CE : 231-131-3
N° Beilstein/Reaxys : N/A
Numéro client Pubchem : N/A
Nom IUPAC : N/A
SOURIRES : [Ag]
Identifiant InchI : InChI=1S/Ag
Clé InchI : BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N