Individuelle sølvnanopartikler observeret i realtid

Kemikere ved Ruhr-Universität Bochum har udviklet en ny metode til at observere de kemiske reaktioner af individuelle sølvnanopartikler, som kun måler en tusindedel af tykkelsen af ​​et menneskehår, i realtid. Partiklerne bruges i medicin, mad og sportsartikler, fordi de har en antibakteriel og antiinflammatorisk virkning. Imidlertid, hvordan de reagerer og nedbrydes i økologiske og biologiske systemer, er indtil videre knap forstået. Teamet i Research Group for Electrochemistry and Nanoscale Materials viste, at nanopartiklerne under visse betingelser omdannes til dårligt opløselige sølvchloridpartikler. Gruppen ledet af prof. Dr. Kristina Tschulik rapporterer om resultaterne i Journal of the American Chemical Society fra 11. juli, 2018.

Måling i et naturligt miljø

Selv under veldefinerede laboratorieforhold, nuværende forskning har givet forskellige, undertiden modstridende, resultater på reaktionen af ​​sølvnanopartikler. "I hvert parti nanopartikler, partiklernes individuelle egenskaber, såsom størrelse og form, variere, "siger Kristina Tschulik, et medlem af Cluster of Excellence Ruhr Explores Solvation. "Med tidligere procedurer, et utal af partikler blev generelt undersøgt på samme tid, hvilket betyder, at virkningerne af disse variationer ikke kunne registreres. Eller målingerne fandt sted i et højt vakuum, ikke under naturlige betingelser i en vandig opløsning. "

Teamet ledet af Kristina Tschulik udviklede således en metode, der gør det muligt at undersøge individuelle sølvpartikler i et naturligt miljø. "Vores mål er at være i stand til at registrere reaktiviteten af ​​individuelle partikler, "forklarer forskeren. Dette kræver en kombination af elektrokemiske og spektroskopiske metoder. Med optisk og hyperspektral mørkfeltmikroskopi, , gruppen var i stand til at observere individuelle nanopartikler som synlige og farvede pixels. Ved hjælp af ændringen i pixelernes farve, eller mere præcist deres spektrale oplysninger, forskerne var i stand til at følge, hvad der skete i et elektrokemisk eksperiment i realtid.

Nedbrydning af partiklerne bremset

I forsøget, holdet replikerede oxidationen af ​​sølv i nærvær af chloridioner, som ofte finder sted i økologiske og biologiske systemer. "Indtil nu, det blev generelt antaget, at sølvpartiklerne opløses i form af sølvioner, "beskriver Kristina Tschulik. Dog, dårligt opløseligt sølvchlorid blev dannet i forsøget - selvom der kun var få chloridioner til stede i opløsningen.

"Dette forlænger nanopartiklernes levetid i ekstremt omfang, og deres nedbrydning bremses på en uventet drastisk måde, "opsummerer Tschulik." Dette er lige så vigtigt for vandområder og for levende væsener, fordi denne mekanisme kan få tungmetalsølvet til at ophobes lokalt, som kan være giftig for mange organismer. "

Yderligere udvikling planlagt

Den Bochum-baserede gruppe ønsker nu at forbedre sin teknologi til analyse af individuelle nanopartikler yderligere for bedre at forstå sådanne partiklers ældningsmekanismer. Forskerne ønsker således at få mere information om sølvpartiklernes biokompatibilitet og katalytisk aktive nanopartiklers levetid og ældning i fremtiden.