Wykorzystanie metody zol-żel w modyfikacji materiałów ceramicznych nanocząstkami srebra

• Autorzy: Rozmysłowska A. , Jastrzębska A. M. , Ciołek L. , Olszyna A.

Warianty tytułu

EN

The use of the sol-gel method in the modification of ceramic materials with silver nanoparticles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano stan badań na podstawie przeglądu literatury dotyczącej właściwości nanocząstek srebra (nano-Ag). Szczegółowo opisano właściwości korzystne z punktu widzenia zakładanych zastosowań, a także niekorzystne, powodujące wzrost zagrożenia związanego z cytotoksycznością i ekotoksycznością nano-Ag. Zaprezentowano przegląd literatury dotyczącej modyfikacji nano-Ag tlenkami metali oraz w kompleksowy sposób opisano różne metody wytwarzania nanomateriałów z tej grupy oraz układy wieloskładnikowe bioszkieł. Potwierdzono, że metoda zol-żel jest nie tylko mało skomplikowana z technologicznego punktu widzenia, ale także bardzo elastyczna, poprzez możliwość zastosowania różnych rodzajów prekursorów ceramiki i szerokiego wachlarza warunków prowadzonych procesów. Dane wskazują, że modyfikacje nanocząstek Ag tlenkiem glinu z wykorzystaniem metody zol-żel prowadzą do otrzymania ciekawych właściwości biologicznych, często znacząco różnych w porównaniu do wolnych nanocząstek Ag. Wciąż jednak trudnością pozostaje kontrola morfologii produktu końcowego i powtarzalność procesów zol-żel, ze względu na występujące zjawisko dyfuzji i transportu masy, które powoduje często rozrost wielkości wytwarzanych cząstek, a także powstawanie aglomeratów.

EN

This paper presents a review of the literature on the properties of silver nanoparticles (nano-Ag). Properties that are beneficial from the point of view of the intended applications have been described in detail, as well as undesired properties that increase the risk associated with the cytotoxicity and ecotoxicity of nano-Ag. A review of the literature concerning the modification of nano-Ag with metal oxides was also presented. Various methods for the production of nanomaterials from this group, as well as multi-component systems of bioglass, have been described in a comprehensive way. It was shown that the sol-gel method is not only not very complicated from a technological point of view, but also very flexible, through the possibility of using different types of ceramic precursors and a wide range of conditions of the processes. Data indicate that modifications of Ag with alumina particles using the sol-gel method lead to the production of interesting biological properties, often significantly different compared to free Ag nanoparticles. However, it is still difficult to control the final product morphology and the repeatability of the sol-gel processes because of the phenomenon of diffusion and mass transport often results in the size increase of the produced particles as well as the formation of agglomerates.

Słowa kluczowe

PL

nanosrebro; właściwości biologiczne; nanokompozyty; ceramika; bioszkło

EN

nanosilver; biological properties; nanocomposites; ceramics; bioglass

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 69, nr 1
• Strony: 7--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot.

Twórcy

autor

Rozmysłowska A.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

autor

Jastrzębska A. M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Materiałowej

autor

Ciołek L.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

autor

Olszyna A.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa

Bibliografia

• [1] El Badawy A., Tolaymat T., Genaidy A., Scheckel K., Luxton T., Suidan M., (2010), An evidence-based environmental perspective of manufactured silver nanoparticle in syntheses and applications: A systematic review and critical appraisal of peer-reviewed scientific papers, „The Science of Total Environment”, 5 (408), 999–1006.
• [2] Heggers J. P., Burrell R. E., Davis G. J., Wright J. B., (1999), Efficacy of silver-coated dressings as bacterial barriers in a rodent burn sepsis model, „Wounds”, 11, 64–71.
• [3] Low G., Mun K., AshaRani P. V., Hande M. P., Valiyaveettil S., (2009), Cytotoxicity and genotoxicity of silver nanoparticles in human cells, „ACS Nano”, 3 (2), 279–290.
• [4] Hess K. L., Hussain S. M., Gearhart J. M., Geiss K. T., Schlager J. J., (2005), In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells, „Toxicology In Vitro”, 19, 975–983.
• [5] Jung J. H., Ji J.H., Kim S.S., Yoon J.U., Choi J.D. Park S., Chung Y.H., Kwon I.H., Jeong J., Han B.S., Shin J.H., Sung J.H., Song K.S., Yu I.J., (2007) Twenty-eight-day inhalation toxicity study of solver nanoparticles in Sprague-Dawley rats, „Inhalation Toxicology”, 19, 857–871.
• [6] Koch C. C., (2002), Nanostructured Materials, Processing, Properties and Potential Applications, „Noyes Publications” Norwich.
• [7] Cai M., Jiang L., Rogers J.D., (przyznany 31 stycznia 2006), Method for making monodispersed noble metal nanoparticles supported on oxide substrates, patent US 6,992,039 B2.
• [8] Colombo L., Montino F., (1977), Process for the preparation of silver powder, US Patent Nr 4,039, 217.
• [9] Jastrzębska A., Olszyna A., Kunicki A., (2010), Study of the properties of Al2O3-Ag nanopowders produced by thermal decomposition-reduction method and colloidal nanosilver impregnation, „Inżynieria Materiałowa”, 3, 31, 514–516.
• [10] Ziemkowska W., Basiak D., Kurtycz P., Jastrzębska A., Olszyna A., Kunicki A., (2014), Nano-titanium oxide doped with gold, silver and palladium – synthesis and structural characterization, „Chemical Papers”, 68 (7) 959–968, doi: 10.2478/s11696-014-0537-7(1.092).
• [11] El-Rashidy A.A., Waly G., Gad A., Hashem A.A., Balasubramanian P., Kaya S., Boccaccini A.R., Sami I., Preparation and in vitro characterization of silver-doped bioactive glass nanoparticles fabricated using a sol-gel process and modified Stöber.
• [12] Ciołek L., Karaś J., Olszyna A.., Zaczyńska E., Czarny A., Żywicka B., (2010), Badania właściwości fizykochemicznych i biologicznych in vitro bioszkieł ze srebrem wytworzonych metodą zol-żel, „Szkło i Ceramika” 1, 2–6.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).