Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Чому ці структури назвали бакмінстерфулеренами (фулеренами)? 7 часть



Механізм дії наносрібла на мікробну клітину полягає в тому, що іони срібла сорбуються клітинною оболонкою, яка виконує захисну функцію. Клітина залишається життєздатною, але при цьому порушуються її функції, наприклад поділ (бактеріостатичний ефект). Як тільки на поверхні мікробної клітини сорбоване срібло, метал проникає всередину клітини та інгібує ферменти дихального ланцюга, а також роз'єднує процеси окислення і окислювального фосфорилування в мікробних клітинах, внаслідок чого клітина гине [Lansdown A.B., 2006; Sabeel P. Valappil et al., 2007; Shahverdi A.R., 2007].

Серед теорій, що пояснюють механізм протимікробної дії наносрібла на мікроорганізми, найбільш поширеною є адсорбційна теорія, згідно якої клітина втрачає життєздатність в результаті взаємодії електростатичних сил, що виникають між клітинами бактерій, що мають негативний заряд, і позитивно зарядженими іонами срібла при адсорбції останніх бактерійною клітиною [Чекман І.С. та ін., 2008; Shahverdy A.R, Fakhimi Ali., 2007]].

Дія наносрібла специфічна не до інфекції (як у антибіотиків), а по відношенню до клітинної структури. Будь-яка клітка без хімічно стійкої стінки (таку клітинну будову мають бактерії та інші організми без клітинної стінки, наприклад, позаклітинні віруси) схильна до дії срібла. Оскільки клітини ссавців мають мембрану абсолютно іншого типа (що не містить пептидаміногліканів), тому срібло на них не діє [Егорова Е.М., Ревина А.А.2001; Morones J.R., 2005; Jung W. K., 2008].

Крім того наносрібло взаємодіє з пептидогліканами мембран мікроорганізмів, блокуючи їх властивість передавати кисень у протоплазму клітин бактерій, що сприяє протимікробній дії. Це зумовлено тим, що оболонка мікроорганізмів має іншу структуру ніж макроорганізмів. Тому наносрібло більш активно взаємодіє мікроорганізмами ніж клітинами людини [Soni I.; Woraz K., 29, 32].

Колоїдне наносрібло.У колоїдних розчинах наночастинки срібла мають розміри 25 нм та велику питому площу поверхні, що збільшує область контакту срібла з бактеріями або вірусами, значно покращуючи його бактерицидну дію. Таким чином, вживання срібла у вигляді наночастинок дозволяє в сотні раз понизити концентрацію срібла із збереженням всіх бактерицидних властивостей [Чекман І.С., 2008; Panacek A. 2007; Yu Han et al, 2007].

Ефективність бактерицидної дії колоїдного срібла пояснюється властивістю пригнічувати активність ферментів, за допомогою яких забезпечується кисневий обмін у простіших організмах. Тому чужорідні простіші мікроорганізми гинуть у присутності іонів срібла із-за порушення постачання киснем, необхідного для їх життєдіяльності. Препарати колоїдного наносрібла активно беруть участь в зниженні життєдіяльності і припиненні розмноження бактерій, вірусів, грибків і паразитів, стимулюють захисні механізми організму. При цьому іони срібла не впливають на сапрофітну мікрофлору організму. Патогенні бактерії і віруси гинуть протягом 6 хвилинного контакту з препаратами колоїдного срібла. Саме колоїдний розчин наночастинок срібла розглядається як єдина реальна альтернатива токсичним хімічним аналогам, які у наш час знайшли широке застосування як протимікробні засоби [П. Риткер, 1999; Silvestry-Rodriguez N. et al, 2007; Tien D.C., 2008; Kim Y., 2009].



Концерн «Наноіндустрія» розробив технологію виробництва наночастинок срібла, стабільних в розчинах і в адсорбованому стані. Отримані препарати володіють широким спектром протимікробної дії. Таким чином, з'явилася можливість створення цілої гамми продуктів з антимікробними властивостями при незначній зміні технологічного процесу виробниками існуючої продукції [Мосін О., 2008].

Без сумніву слід провести ґрунтовно вивчити токсикологічні властивості препаратів наносрібла. При імплантації наночастинок срібла в м’язи спіни щурів на 30-й день спостереження відмічали виникнення запалення [Chen X., 23].

Заключення. З розвитком нанотехнологій вчені світу засвідчили про повернення „срібної ери” в лікувальну практику і косметологію. Дезинфікуючі властивості наносрібла виявляються через його поверхню, яка контактує з мікроорганізмами. Розроблена технологія отримання наночастинок срібла та методи застосування у медичній практиці. Продовження досліджень з вивчення властивостей препаратів наносрібла сприятиме більш широкому застосуванню препаратів цього металу для лікування різних захворювань. Нанотехнології сприяли здешевіти препарати на основі срібла, доступними для лікування інфекційних хвороб. Залишається актуальною проблема розробка лікарських форм на основі наносірбла.



 

Наносрібло Останній вар.

1. Березняков И.Г., Страшный В.В. Антибактериальные средства: стратегия клинического применения. – Харьков: Константа, 1997. – 200 С.

2. Зак В.И., Попов В.Н. Микроэлементы в медицине. – М.: Просвещение, 1973. – 280 c.

3. Кульский Л.А. Серебряная вода. – Киев: Освита, 1977. – 176 c.

4. Максимов М.М. Очерк о серебре. – М.: Недра, 1981. – 120 c.

5. Потапченко Н.Г., Славук О.С, Кульский Л.А. Кинетика подавления роста Escherichia coli серебром // Микробиология. – 1985. – №4. – С. 23-26.

6. Риткер Пауль Действие коллоидного серебра на иммунитет // Бостон. Новости медицины. – 1999. – Т. 4, №15. – С. 120-124.

7. Alt V., Bechert T., Steinrücke P., et all. An in vitro assessment of the antibacterial properties and cytotoxicity of nanoparticulate silver bone cement // Biomaterials. – 2004. – Vol. 25, 18. – P. 4383-4391.

8. Braydich-Stolle L., Hussain S., Schlager J. Cytotoxicity of Nanoparticles of Silver in Mammalian Cells. – Toxicological Sciences, 2005. – 380 p.

9. Chen D., Xi T., Bai J. Biological effects induced by nanosilver particles: in vivo study. Biomed. Mater. – 2007. – Vol. 3, № 2. – P. S126-128.

10. Chen X, Schluesener HJ. Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicol. Lett. – 2008. – Vol. 176. – № 1. – Р. 1-12.

11. Dowson C. Influence of horizontal gene transfer (mosaic genes) on antibiotic resistance in Streptococcus pneumonia and Neisseria meningitides // Antibiotics Chemotherapy. – 1998. – Vol. 2, N.2. – Р. 13-15.

12. Hogstrand C., Wood C. The toxicity of silver // The 4th international conference proceedings: food, fate and effects of silver in the environment, London, 1998. – P. 359-362.

13. Melaiye A., Sun Z., Hindi K., et al. Silver(I)-imidazole cyclophane gem-diol complexes encapsulated by electrospun tecophilic nanofibers: formation of nanosilver particles and antimicrobial activity. J. Am. Chem. Soc. – 2005. – Vol. 127, № 7. – Р. 2285-2291.

14. Melhus A. Silver threatments the use of antibiotics. – N.Y., 2002. – 180 P.

15. Soni I., Salopek-Bondi B. Silver nanoparticles as antimicrobial agent: a case study on E. coli as a model for Gram-negative bacteria // J. Colloid Interface Science. – 2004. – №27. – P.70-82.

16. Williams J.D. Antibiotic resistance // Antibiotics Chemotherapy. – 1998. – Vol. 2, N.4. – P. 15-16.

17. Woraz K. Antimicrobial property of silver // Toxicology. – 2001. – №12. – Р. 89-93.

 

НаносріблоРибачук Стан. вар.

1.) Войнар А.И. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека Москва, Высшая школа. – 1960. – 543 с.

2.) Волков С.В., Ковальчук С.П., Генко В.М., Решетняк О.В. Нанохімія. Наносистеми. Наноматеріали. – Київ, Наукова думка. – 2008. – 422 с.

3.) Егорова Е.М., Ревина А.А., Ростовщикова Т.Н., Киселева О.И. Бактерицидные и каталитические свойства стабильных металлических наночастиц в обратных мицеллах // Вестник Московского Университета. Серия 2. Химия. 2001. – Т.42. - №5. – С. 332-338.

4.) Кузьмина Л.Н., Звиденцова Н.С., Колесников Л.В. Получение наночастиц серебра методом химического восстановления // Материалы Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (ФХП-10). – Кемерово: Кузбассвузиздат. – 2007. – Т . 2. – С. 321 – 324.

5.) Кульский Л.А. Серебряная вода. – Киев: Освита, 1977. – 176 c.

6.) Максимов М.М. Очерк о серебре. – Москва, Недра. – 1981, 207 с.

7.) Мовчан Б.А. Электронно-лучевая гибридная нанотехнология осаждения неорганических материалов в вакууме // Актуальные проблемы современного материаловедения. Киев: Изд. Академпериодика, 2008 – Т.1. – C. 227-247.

8.) Мосин О.В. Физиологическое воздействие наночастиц серебра на организм человека // NanoWeek. – 2008. – №3. – С. 34-37.

9.) Москаленко В.Ф., Розенфельд Л.Г., Мовчан Б.О., Чекман І.С. Нанонаука: стан, перспективи досліджень // Науковий вісник Національного медичного університету ім. О.О. Богомольця. – 2008. – №4. С. 19-25.

10.) Потапченко Н.Г., Славук О.С, Кульский Л.А. Кинетика подавления роста Escherichia coli серебром // Микробиология. – 1985. – №4. – С. 23-26.

11.) Риткер Пауль Действие коллоидного серебра на иммунитет // Бостон. Новости медицины. – 1999. – Т. 4, №15. – С. 120-124.

12.) Родимин Е. Приготовление целебных медно-серебряных растворов и металлоионотерапия – Москва. – 2003. – http://www.rem.org.ru/book.htm.

13.) Сергеев Г.Б. Нанохимия: учебное пособие. - М.: КДУ, 2006. – 336 с.

14.) Сергеев Б.М., Кирюхин М.В., Бахов Ф.Н., Сергеев В.Г. Фотохимческий синтез наночастиц серебра в водных растворах поликарбоновых кислот. Влияние полимерной матрицы на размер и форму частиц // Вестник Московского Университета. Серия 2. Химия. – 2001. – Т.42., №5. – С. 308-314.

15.) Федоров И. Наночастицы серебра // Вестник инноваций. – 2005. – Т.1, №2. – С. 25-31.

16.) Alt V., Bechert T., et al. Nanoparticulares Silber // Orthopade. – 2004. – Vol. 33. P. 885-892.

17.) Baker C., Pradhan A., Pakstis L., et al. Synthesis and antibacterial properties of silver nanoparticles // Journal of Nanoscience and Nanotechnology. – 2005. – Vol. 2, №2. – P. 244-247.

18.) Becker R. O. Silver ions in the treatment of local infections. Metal-Based Drugs. – 1999. Vol 6. – P. 311-314.

19.) Carlson C., Hussain S. M., Schrand A. M. et al. Unique Cellular Interaction of Silver Nanoparticles: Size-Dependent Generation of Reactive Oxygen Species // J. Phys. Chem. B. – Vol. 112, №43. – P. 13608–13619.

20.) Chaw K.S. et al. Role of silvers ions in destabilization in intermolecular adhesion forces measured by anatomic force microscopy in S. Epidermidis biofilms // Antimicrobial Agents and chemotherapy. – 2005. – Vol. 49, №12. – P. 4853-4859.

21.) Chen X, Schluesener HJ. Nanosilver: a nanoproduct in medical application. Toxicol. Lett. – 2008. – Vol. 176. – № 1. – Р. 1-12.

22.) Evanoff D.D. and Chumanov, G. Synthesis and optical properties of silver nanoparticles and arrays // Chemphyschem. – 2005. – Vol. 6. – P.1221–1231.

23.) Haizhen Huang, Xiurong Yang. Preparation and Characterization of Metal-Chitosan Nanocomposites // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. – 2004 – Vol. 39. – P. 31-37.

24.) Harris L.G., Tosatti S., et al. Staphylococcus aureus adhesion to titanium oxide surfaces coated with non-functionalized and peptide-functionalized poly (L-lysine)-grafted-poly (ethylene glycol) copolymers // Biomaterials. – 2004. – Vol. 25. – P. 4134-4138.

25.) Jung W. K., Koo H. C., Kim K. W. et al. Antibacterial Activity and Mechanism of Action of the Silver Ion in Staphylococcus aureus and Escherichia coli // Appl. Environ. Microbiol. – 2008. – Vol. 74. – P. 2171-2178.

26.) Kalishwaralal Kalimuthu, Ramkumarpandian Suresh Babu. Biosynthesis of silver nanocrystals by Bacillus licheniformis // Colloids and surfaces B: Biointerfaces. – 2008. – Vol. 65. – P. 150-153.

27.) Ki-Young Yoon at al. Susceptibility constants of E. Colli and B. Subtilis to silver and cooper nanoparticles // Science of the total environment. – 2007. – Vol. 35. – P. 572-575.

28.) Kim J.S., Kuk E., Yu K.N., et al. Antimicrobial effects of silver nanoparticles // Nanomedicine. – 2007. – Vol. 3, №1. – P.95-101.

29.) Kim Y., Suh H.S., Cha H.J., et al. A Case of Generalized Argyria аfter Ingestion of Colloidal Silver Solution // American Journal Of Industrial Medicine. – 2009. – Vol. 52, №3. – P. 246-250.

30.) Klasen H.J. A historical review of the use of silver in the treatment of burns. – 2000. – 236 р.

31.) Kyriakou S.V., Brownlow W.J. et al. Using nanoparticles optics assay for direct observation of the function of antimicrobial agents in single live bacterial cells // Biochemistry. – 2004. – Vol. 43, №1. – P. 140-147.

32.) Lansdown A.B. Silver in health care: antimicrobial effects and safety in use // Current problemsin dermatology. – Vol. 33. – P.17-34.

33.) Lok C.N., Ho C.M., Chen R. Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities // J Biol Inorg Chem. –Vol. 12, №4. – P. 527-529.

34.) Morones J.R., Elechiguerra J.L., Camacho A. et al. The bactericidal effect of silver nanoparticles // Nanotechnology. – 2005. – Vol. 16. – P. 2346-2353.

35.) Nadanathangam Vigneshwaran et al. Silver protein Nanoparticle production esing spent mushroom substance // Langmuir. – 2007. – Vol. 23, №13. – P. 7113-7117.

36.) Panacek A., Kvítek L., Prucek R., et al. Silver colloid nanoparticles: synthesis, characterization, and their antibacterial activity // J Phys Chem B. – 2007. – Vol.110, №33. – P. 16248-16250.

37.) Rentz E. J. Viral Pathogens and Severe Acute Respiratory Syndrome: Oligodynamic Ag+ for Direct Immune Intervention // Journal of Nutritional and Environmental Medicine. – 2003. – Vоl .13, №2. – P. 109–118.

38.) Sabeel P. Valappil et al. Effect of silver content on the structure and antibacterial activity of silver-doped phosphate-based glasses // Antimicrobial agents and therapy. – 2007. – Vol. 51, №12. – P. 4453-4451.

39.) Silvestry-Rodriguez N., Bright K.R., Uhlmann D.R., Gerba C.P., Inactivation of Pseudomonas aeruginosa and Aeromonas hydrophila by silver in tap water // Environmental Science and health. – 2007. – Vol. 42, №11. – P. 1579 – 1584.

40.) Shahverdi A.R., Fakhimi A., Shahverdi H.R., Minaian S. Synthesis and effect of silver nanoparticles on the antibacterial activity of different antibiotics against Staphylococcus aureus and Escherichia coli // Nanomedicine. – 2007. – Vol. 3, №2. – P.168-172.

41.) Shahverdi A.R., Minaeian S., Shahverdi H.R., Jamalifar H., Nohi A. Rapid synthesis of silver nanoparticles using culture supernatants of Enterobacteria: A novel biological approach // Process Biochemistry. – 2007. – Vol. 42, №5. – P. 919-923.

42.) Sukdeb Pal, Yu Kyung Tak et al. Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? // Applied and environmental microbiology. – 2007. – Vol. 73, №6. – P. 1712 – 1720.

43.) Tien D.C, Tseng K.H., Liao C.Y., Tsung T.T. Colloidal silver fabrication using the spark discharge system and its antimicrobial effect on Staphylococcus aureus // Med Eng Phys. – 2008. – Vol. 30, №8. – P. 948–952.

44.) Yamamoto T. et al. Microwave-assisted preparation of silver nanoparticles // Chem. Lett. - 2000. - Vol. 33, №2. – P. 158-159.

45.) Yu H., Xu X., Chen X. et. Preparation and antibacterial effects of PVA-PVP hydrogels containing silver nanoparticles // Journal of Applied Polymer Science. – 2007. – Vol. 103, №1. – P. 125-133.

 

Нановісмут

„Доля обдаровує тільки

підготовлені уми.”

Луї Пастер (1822-1895).

Французький вчений-біолог

Вісмут (Ві) – елемент V групи періодичної системи Д.І. Менделєєва. Серед нерадіоактивних елементів вісмут має найбільший атомний номер – 83 і атомну масу - 208,9804. Вісмут – це сріблясто-сірий метал з рожевим відтінком, легкоплавкий, щільність при 20 ос - 9,80 г/см3 (що дозволяє віднести його до важких металів), tпл = 271,4 ос. Вісмут відомий із середньовіччя (уперше згадають у письмових джерелах в 1450 році як Wismutton або Bisemutum). Однак, до XVIII століття його вважали різновидом свинцю, олова або сурми. Лише в 1753 француз Клод Жофруа (Claude J. Geoffroy) висловив думку, що це окремий елемент. Цю точку зору підтвердив в 1793 г. Джон Потт (J. H. Pott), який описав деякі властивості вісмуту. Походження назви "вісмут" остаточно не з’ясовано. По одній із версій ця назва походить від старонімецького слова Weissmuth, що означає "біла речовина", або "біла субстанція” (Фигуровский Н.А., 1970). Вісмут стійкий до дії кисню й води і розчиняється у концентрованій сірчаній кислоті. Природним джерелом вісмуту є мінерали, зокрема вісмутин, бісміт та ряд інших. Сполуки вісмуту застосовуються у різних галузях промисловості, зокрема при виробництві електронних приладів, різних сплавів, кераміки, скла, барвників, а також у медицині при лікуванні ряду захворювань і патологічних станів.

Джерела отримання вісмуту.Вісмут – малопоширений елемент. Його кларк (вміст у земній корі по масі) становить 2•10-5 % По відповідному показнику цей елемент є близьким до срібла. Вісмут зустрічається в природі у вигляді мінералів, переважно гідротермального походження: вісмутин або вісмутовий блиск (Bi2S3), вісмут самородний (Bi), бісміт або вісмутова вохра (Bi2O3), тетрадимит (Bi2Te3). Ці мінерали зустрічаються як домішки у свинцево-цинкових, мідних, молібденово-кобальтових і олово-вольфрамових рудах. В зв’язку з цим вісмут добувається як побічний продукт переробки поліметалевих руд. Джерелами потрапляння вісмуту в природні води є процеси вилуджування вісмутовмісних мінералів, а також стічна відпрацьована вода з підприємств фармацевтичної, парфумерної та скляної промисловості (Романова Н.В., 2002).

Фізіологічна роль вісмуту.В організм людини вісмут надходить з їжею, а також з повітрям і водою, у кількості 5-20 мкг/добу. Всмоктування вісмуту, який потрапив у шлунково-кишковий тракт, є незначним й становить близько 5%. Після всмоктування вісмут потрапляє в кров у вигляді з'єднань з білками та проникає в еритроцити. Між органами й тканинами вісмут розподіляється відносно нерівномірно. Переважно вісмут накопичується в печінці, нирках ( до 1 мкг/г), селезінці та кістках, а також у незначній кількості у головному мозку. Вісмут, що пройшов через шлунково-кишковий тракт, виділяється у вигляді сульфіду вісмуту, забарвлюючи кал у темний колір. Із організму вісмут виділяється з сечею.

Фізіологічна роль вісмуту є недостатньо вивченою. На теперішній час доведено, що вісмут індукує синтез низькомолекулярних білків, бере участь в процесах остифікації, утворює внутрішньоклітинні включення в епітелії ниркових канальців. Імовірність потрапляння токсичних доз вісмуту в організм із водою або їжею незначна. Переважно це є можливим при довготривалому системному або місцевому застосуванні лікарських препаратів, до складу яких входить вісмут (Asterita M. Frances, 1986). Визначення вмісту вісмуту в організмі проводиться за результатами досліджень біосубстратів – сечі, крові, волосся й біоптатів. При хронічній інтоксикації вісмутом визначають його концентрацію в добовій сечі. У нормі концентрація вісмуту в організмі не перевищує декількох мікрограм на мілілітр. В крові < 3 мкг/л, в кістках < 0,2 мкг/г, в нирках 0,4 ± 0,1мкг/г.

Токсична дія вісмуту на організм.Інтоксикація, як правило, спостерігається лише при тривалому впливі на організм солей вісмуту у великих дозах. Механізм токсичної дії вісмуту є недостатньо вивчений. Встановлено, що при отруєнні солями вісмуту відбувається ураження нирок, ЦНС, печінки, шкіри й слизових оболонок. Тривале приймання препаратів вісмуту в великих дозах може викликати симптоми "вісмутової енцефалопатії” (особливо у хворих з порушенням функції нирок). Крім цього, проявами токсичної дії вісмуту можуть бути: зниження пам'яті, безсоння, аритмія, поява темної облямівки навколо ясен, пігментація слизової оболонки ясен і порожнини рота, "вісмутові" дерматит, а також, стоматит, фарингіт, утруднення ковтання, нудота, блювота, болі в животі, метеоризм, діарея, токсичний гепатит з жировою дегенерацією й цирозом, альбумінурія, циліндри в сечі.На ранніх стадіях отруєння солями вісмуту вживають заходи для припинення їх надходження. Для видалення неабсорбованої частини вісмуту проводять промивання шлунку і призначають сольові проносні засоби та проводять хелатируючу терапію. При вісмутових ураженнях нирок призначають гемодіаліз (Lambert J.R., 1991).

Нановісмут: синтез і біологічна активність.Нановісмут має переваги перед звичайними препаратами (вісмуту нітрат, вісмуту субнітрат та ін.). Токсичність нановісмуту у кілька раз менше токсичності відповідних солей. Наночастинки, введені в організм, виявляють пролонговану дію. Формування якісно інших відповідей на введення наночастинок металів на відміну від інших хімічних форм пов'язане з властивістю часток впливати на клітинному рівні: рівні біосистем (у першу чергу, систему регуляції мікроелементів) і на молекулярному рівні.

Кристалічні матеріали металу набувають своєрідні оптичні, електричні й магнітні властивості, коли розміри часток наближаються до нанометрового масштабу хоча б в одному вимірі. Ці явища називають ефектом квантового обмеження. Більшість квантово-обмежених матеріалів становлять напівпровідники й метали. Напівметал вісмут зацікавив вчених через свою високу анізотропію поверхні Ферми і його електронних властивостей, високу електронну рухливість, низьку ефективність маси, потенційну можливість перетворення в напівпровідник при зменшенні розміру.

Наноматеріали вісмуту одержують різними фізичними й хімічними методами. Так, вісмутові нанопровідники діаметром 13 нм і довжиною 30-50 мкм були виготовлені введеннямрідкого вісмуту в пористу алюмінієву пластину, або электроосажденням вісмуту в таку пластину. Наночастинки вісмуту розміром ~ 20 нм одержували радіолітичним відновленням водяних розчинів. Через нестійкість цих частинок до окиснення на повітрі їх захищали полімерними покриттями. Без захисного покриття частки рентгеноаморфні, тоді як з покриттям частки вісмуту розміром ~ 13 нм мають високий ступінь кристалічності.

Відкриття вуглецевих нанотрубок ініціювало швидкий розвиток досліджень одномірних структур. Металевий вiсмут має псевдошарову структуру, дуже схожу на структуру ромбоедричного графіту й чорного фосфору, а тому була передбачена можливість одержання вісмутових нанотрубок. Такі нанотрубки діаметром 5 нм і довжиною 0,5-5 мкм отримані низькотемпературним гідротермальним методом (Li Y. et al., 2001).

Відзначається, що ефекти квантового обмеження проявляється, починаючи з розмірів кристалітів менших 100 нм, але особливо значні при розмірах на рівні 5-10 нм. Відомі успішні спроби одержання вісмутових плівок з розміром зерен до 30 нм піролізом вісмуторганічних з'єднань. Увагу, як можливий прекурсор для синтезу наночастиц вісмуту з метою перевірки їх біологічної активності, привернув оксогідроксолаурат вісмуту [Bi6O4(OH)4](CH3(CH2)10COO)6. Поліядерні катіони [Bi6O4(OH)4]6+ служать попередником для одержання часток вісмуту нанометрового розміру, що й реалізується в дослідженій реакції термічного розкладання цих сполук (Михайлов К.Ю., 2005). Синтезовані наночастинки вісмуту в порах цеоліту. Біологічну активність препаратів досліджували з використанням стандартних типових культур мікроорганізмів, для визначення антимікробної дії препаратів. Встановлено досить високий бактерицидний ефект наночастинок вісмуту. Зокрема, по відношенню до синьогнійної бактерії. При цьому препарат вісмуту по своїй ефективності не поступався аналогічному препарату з наночастинками срібла (Михайлов К.Ю., 2005). Нановісмут і його сполуки знайшли застосування в різних галузях науки і техніки, медицині та у побуті. Досить перспективним є використання нановісмуту у складі фармацевтичних препаратів.

На сучасному етапі значна увага приділяється дослідженню перспективних матеріалів, що містять наноразмірні частки вісмуту і його оксиду. Одним зі способів одержання нанорозмірних часток металів є термічне розкладання відповідних органічних солей. В зв’язку з цим, актуальним є використання прекурсорів форміатів вісмуту, а також оксиду вісмуту для одержання дрібнокристалічних його часток.

Синтез форміату Bi(O2CH)3 і оксоформіату BiО(O2CH) проводиться при взаємодії оксиду вісмуту з мурашиною кислотою або їх осадження при додаванні до розчину перхлорату вісмуту мурашиної кислоти. Робоча температура відпалу обирається виходячи з даних ДТА (диференційний термічний аналізатор). Дослідження, проведені в інертній атмосфері й у вакуумі, свідчать, що при розкладанні оксоформіата вісмуту утворюється суміш металевого вісмуту і його оксиду, в той час як форміат розкладається до металу. На повітрі форміати вісмуту розкладають до оксидів. При термічному впливі температур 210-300°С на повітрі відбувається утворення метастабільної тетрагональної фази 8-Вi2O3, яка при наступному підвищенні температури переходити в монофазу a-Вi2O3. Мікроскопічний аналіз вказує, що розміри часток Bi і Bi2O3 становлять біля 1 мкм. За даними електронної мікроскопії після м'якого відпалу форміату вісмуту при 180°С зразок містить частки вісмуту розміром близько 20 нм. У випадку термічного розкладання форміатів вісмуту у висококиплячому органічному розчиннику (бензиловий спирт), при температурі 200°С, утворюються частки металевого вісмуту пластинчастої форми розміром 1-2 мкм. Проведені дослідження також підтверджують можливість одержання змішаних дрібнокристалічних порошків вісмут-мідь або нікель необхідних для утворення висмутвмісних матеріалів у результаті термічного розкладання їх форміатів у висококиплячому органічному розчиннику (Кузнецова К.В. и соавт., 2007).

Вивчення комплексів амінокислот і нановісмуту.Комплекси з основними металічними елементами, зокрема, вісмуту, володіють певними фармакологічними властивостями. В зв’язку з цим створення біоорганічних комплексів наночастинок вісмуту з амінокислотами є цікавим для різних галузей. Комплекси амінокислот і наночастинок вісмуту можуть бути створені за допомогою «твердо-твердої» реакції проведеної при кімнатній температурі (Briand G.G. et al., 1998; Korf-Mair P. et al., 1988)).

Різніхарактеристики: рентгена дифракція, трансмісійна електронна мікроскопія , електронна дифракційна картина кілець Дебая показують, що найбільш ефективною є формула комплексу BiCl[(CH3)2CHCH2CHNH2 COO]2 •1.5H2O. Кристалічна структура твердих комплексів належить до моноклінної системи з параметрами гратки: а = 1,6036 нм, B = 1,9903 нм, з = 2,1979 нм і / 3 = 108,06°. Нові тверді комплекси є наночастинками із середнім розміром близько 80 нм. Комплекси амінокислот і іонів металів є важливими біоорганічними сполуками та широко використовуються в біології та медицині. Тому, створення біоорганічних комплексів наночастинок вісмуту з різними амінокислотами є цікавим не тільки для біологічної хімії основних елементів металічної групи, а також і для широкого застосування в медицині з метою розробки нових лікарських препаратів. Неорганічні солі вісмуту легко гідролізуються у водному розчині. Як правило, вісмут, буде існувати як катіон у кисло-водному розчині, так і як аніон в основно-водному розчині. Дослідження показали, що найбільше ефективною є речовина, що має формулу BiCl[(CH3)2CHCH2CHNH2 COO]2•1.5H2O (Jia R.R. et al., 2005).

Нанорозмірні частинки вісмуту і срібла.В останні роки вчені світу приділяють значну увагу дослідженню нанометалів та їх композитів (Розенфельд Л.Г. та співавт., 2008; Сергеев Г.Б., 2007; Чекман І.С. та співавт., 2009).Дрібнокристалічні порошки срібла й вісмуту широко використовуються в медицині. Одним зі способів одержання частинок металів субмікронного розміру може служити метод відновлення їх органічних або неорганічних солей за допомогою різних спиртів. Крім того, проведення відповідного процесу з залученням різних спиртів дозволяє отримувати не тільки частинки чистих металів, а й сприяє утворенню інтерметалічних сполук або сплавів різних металів при одночасному відновленні сумішей солей даних металів.

Проведені дослідження з термічного розкладання монокарбоксилатів вісмуту з різною довжиною метиленового ланцюга свідчать, що продуктом розкладання оксоформіату, каприлату, лаурату й стеарату вісмуту в інертній атмосфері або вакуумі є нанокристалічний вісмут. При розкладанні оксоформіату вісмуту в інертній атмосфері або вакуумі утворюється пориста структура, яка складається з орієнтованих відносно один одного нанокристалічних часток вісмуту розміром 5-10 нм. Розкладання оксокаприлату, оксолаурату й оксостеарату вісмуту приводили до утворення на початкових стадіях реакції впорядкованих у шари нанорозмірних часток металевого вісмуту розміром 1-5 нм, розподілених у полімерній матриці органічного продукту ( Юхин Ю.М., Михайлов К.Ю. и соавт., 2004).

Досліджені структурно-морфологічні характеристики дрібнокристалічних порошків металевого вісмуту, отримані при термічному (150-250 0С) розкладанні сполук вісмуту у висококиплячому органічному розчиннику (бензиловий спирт). Встановлено, що ефективність відновлення вісмуту до металу зростає в ряді: оксохлорид, оксонітрат, оксокарбонат, оксид, оксогалат і дитартрат вісмуту. При відновленні оксонітрату вісмуту до металу на початковій стадії обробки має місце розщеплення оксонітрату вздовж структурних шарів з утворенням вздовж цих шарів часток металевого вісмуту сферичної форми з розміром 0,1-1 мкм (Юхин Ю.М., Михайлов К.Ю. и соавт., 2004). Вивчення морфологічних характеристик металевих часток, що утворюються в процесі відновлення як чистих стеаратів вісмуту й срібла, їх механічної суміші, змішаних кристалів, синтезованих при спільнім осадженні, а також при обробці стеарату срібла розчином нітрату вісмуту показали, що морфологічні характеристики часток, що утворюються при спільному відновленні солей вісмуту й срібла, істотно відрізняються від характеристики часток, що утворюються при відновленні індивідуальних сполук. При цьому, незалежно від способу приготування композиції стеарат срібла/стеарат вісмуту, морфологічні характеристики металів, що утворюються при відновленні таких змішаних солей бензиловим спиртом, однотипні й визначаються тільки співвідношенням між карбоксилатами вісмуту і срібла. Якщо срібні частки, що утворюються при відновленні чистого стеарату срібла, мають розмір порядку 0,4 мкм, тоді вже присутність у відновлюваній суміші 0,25 ат. % стеарату вісмуту істотно змінює їхні морфологічні характеристики, що проявляється в утворенні сферичних агрегатів розміром до 1 мкм, які складаються із дрібних, розміром порядку 0,1 мкм, часток срібла. Така морфологія часток металів при відновленні змішаних стеаратів срібла й вісмуту зберігається до концентрацій, що перевищують 50 ат. % стеарату вісмуту (Тухтаев Р.К. и соавт., 2009).


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2018 год. Все права принадлежат их авторам!