Ви є тут

Властивості наночастинок срібла та міді, отриманих методами «зеленої» хімії

Суттевими викликами для сучасного міжнародного співтовариства є зростання населення та зміни клімату, вирішити які допомагають новітні технології. До таких відносять нанотехнології, здатні позитивно впливати на якість агропродукції, мінімізувати негативний вплив пестицидів на довкілля та здоров’я людини, підвищувати продуктивність виробництва та харчову безпеку. Нанотехнології допомагають мінімізувати відходи, виготовляти ефективніші продукти, сприяють розвитку точного землеробства та ефективного управління ресурсами. Мінімізація виробництва небезпечних речовин, зниження витрат енергії в «зелених» нанотехнологіях та майже відсутність утворення токсичних хімікатів робить «зелені» наноматеріали широко вживаними та бажаними у різних галузях людської діяльності. Розглянуто традиційні та нові методи утворення нанорозмірних матеріалів, акцентовано увагу на їх перевагах та недоліках. Описано поза- та внутрішньоклітинні шляхи утворення наночастинок, висхідні та нисхідні методи. Безпосередньо метою роботи було встановити можливість «зеленого» синтезу наночастинок CuO за допомогою екстрактів м’яти перцевої та меліси лікарської. Рослинні екстракти готували шляхом екстракції етанолом з листя в екстракторі. Екстракт відділяли від рослинного матеріалу фільтруванням через фільтрувальний папір. Мідні наночастинки синтезували за допомогою реакції відновлення сульфату міді у присутності екстракту перцевої м’яти або меліси лікарської, який відігравав роль як відновника, так і стабілізатора наночастинок. У роботі показана можливість синтезу наночастинок оксиду міді за допомогою методу з використанням екстрактів листя м’яти перцевої та меліси лікарської. ТЕМ-морфологічне дослідження металевих наночастинок Cu0 в об’ємі полімерних нанокомпозитів, створених методом «зеленого» синтезу показало, що середній розмір наночастинок міді (Cu0) становить 3,5 і 12,2 нм, відповідно. Виявлено, що термохімічний метод створення нанокомпозитів дешевий і доступний, однак спричинює утворення малих за розміром металевих наночастинок, на відміну від полімерного нанокомпозиту, створеного методом «зеленого» синтезу, який є екологічним, і відбувається за низьких температур.

Ключові слова: нанобіотехнології, наночастинки, екологічно чиста продукція, наночастинки, оксид міді, частинки срібла.

  1. Ali, M. A., Ahmed, T., Wu, W., Hossain, A., Hafeez, R., Islam Masum, M. M., Li, B. (2020). Advancements in plant and microbe-based synthesis of metallic nanoparticles and their antimicrobial activity against plant pathogens. Nanomaterials, 10 (6), 1146 p.
  2. Bartolucci, C., Antonacci, A., Arduini, F., Moscone, D., Fraceto, L., Campos, E., Scognamiglio, V. (2020). Green nanomaterials fostering agrifood sustainability. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 125, 115840 p.
  3. Bityutsky, V. S., Tsekhmistrenko, S. I., Tsekhmistrenko, О. S., Tymoshok, N. O., Spivak, M. Y. (2020). Regulation of redox processes in biological systems with the participation of the Keap1/Nrf2/ARE signaling pathway, biogenic selenium nanoparticles as Nrf2 activators. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 11 (4), pp. 483–493.
  4. Dasgupta, N., Ranjan, S., Mundekkad, D., Ramalingam, C., Shanker, R., Kumar, A. (2015). Nanotechnology in agro-food: from feld to plate. Food Research International, 69, pp. 381–400.
  5. Dhillon, N. K., Mukhopadhyay, S. S. (2015). Nanotechnology and allelopathy: synergism in action. J Crop Weed, 11 (2), pp. 187–191.
  6. Duhan, J. S., Kumar, R., Kumar, N., Kaur, P., Nehra, K., Duhan, S. (2017). Nanotechnology: The new perspective in precision agriculture. Biotechnology Reports, 15, pp. 11–23.
  7. Fraceto, L. F., Grillo, R., de Medeiros, G. A., Scognamiglio, V., Rea, G., Bartolucci, C. (2016). Nanotechnology in agriculture: which innovation potential does it have?. Frontiers in Environmental Science, 4, 20 p.
  8. Gahlawat, G., Choudhury, A. R. (2019). A review on the biosynthesis of metal and metal salt nanoparticles by microbes. RSC Adv. 9, pp. 12944–12967.
  9. Golinska, P., Wypij, M., Ingle, A. P., Gupta, I., Dahm, H., Rai, M. (2014). Biogenic synthesis of metal nanoparticles from actinomycetes: biomedical applications and cytotoxicity. Applied microbiology and biotechnology, 98, pp. 8083–8097.
  10. Hulkoti, N. I., Taranath, T. C. (2014). Biosynthesis of nanoparticles using microbes—a review. Colloids and surfaces B: Biointerfaces, 121, pp. 474–483.
  11. Jeyaraj, M., Gurunathan, S., Qasim, M., Kang, M. H., Kim, J. H. (2019). A comprehensive review on the synthesis, characterization, and biomedical application of platinum nanoparticles. Nanomaterials, 9 (12), 1719 p.
  12. Kasana, R. C., Panwar, N. R., Kaul, R. K., Kumar, P. (2016). Copper nanoparticles in agriculture: biological synthesis and antimicrobial activity. Nanoscience in Food and Agriculture, 3, pp. 129–143.
  13. Kato, Y., Suzuki, M. (2020). Synthesis of metal nanoparticles by microorganisms. Crystals, 10 (7), 589 p.
  14. Kingsley, J. D., Ranjan, S., Dasgupta, N., Saha, P. (2013). Nanotechnology for tissue engineering: need, techniques and applications. Journal of pharmacy research, 7 (2), pp. 200–204.
  15. Mandal, D., Bolander, M. E., Mukhopadhyay, D., Sarkar, G., Mukherjee, P. (2006). The use of microorganisms for the formation of metal nanoparticles and their application. Applied microbiology and biotechnology, 69, pp. 485–492.
  16. Mishra, V. K., Kumar, A. (2009). Impact of metal nanoparticles on the plant growth promoting rhizobacteria. Dig J Nanomater Biostruct, 4 (3), pp. 587–592.
  17. Mittal, D., Kaur, G., Singh, P., Yadav, K., Ali, S. A. (2020). Nanoparticle-based sustainable agriculture and food science: Recent advances and future outlook. Frontiers in Nanotechnology, 2, 579954 p.
  18. Mocan, T., Matea, C. T., Pop, T., Mosteanu, O., Buzoianu, A. D., Puia, C., Mocan, L. (2017). Development of nanoparticle-based optical sensors for pathogenic bacterial detection. Journal of nanobiotechnology, 15, pp. 1–14.
  19. Mohd Yusof, H., Mohamad, R., Zaidan, U. H., Abdul Rahman, N. A. (2019). Microbial synthesis of zinc oxide nanoparticles and their potential application as an antimicrobial agent and a feed supplement in animal industry: a review. Journal of animal science and biotechnology, 10, pp. 1–22.
  20. Pant, M., Dubey, S., Patanjali, P. K., Naik, S. N., Sharma, S. (2014). Insecticidal activity of eucalyptus oil nanoemulsion with karanja and jatropha aqueous fltrates. International Biodeterioration & Biodegradation, 91, pp. 119–127.
  21. Ponmurugan, P., Manjukarunambika, K., Elango, V., Gnanamangai, B. M. (2016). Antifungal activity of biosynthesised copper nanoparticles evaluated against red root-rot disease in tea plants. Journal of Experimental Nanoscience, 11 (13), pp. 1019–1031.
  22. Prasad, R. (2019). Microbial nanobionics. Springer International Publishing.
  23. Rizwan, M. D., Singh, M., Mitra, C. K., Morve, R. K. (2014). Ecofriendly application of nanomaterials: nanobioremediation. Journal of Nanoparticles, pp. 1–7.
  24. Saad, E. L., Salem, S. S., Fouda, A., Awad, M. A., El-Gamal, M. S., Abdo, A. M. (2018). New approach for antimicrobial activity and bio-control of various pathogens by biosynthesized copper nanoparticles using endophytic actinomycetes. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, 11 (3), pp. 262–270.
  25. Shang, Y., Hasan, M. K., Ahammed, G. J., Li, M., Yin, H., Zhou, J. (2019). Applications of nanotechnology in plant growth and crop protection: a review. Molecules, 24 (14), 2558 p.
  26. Singh, P., Kim, Y. J., Zhang, D., Yang, D. C. (2016). Biological synthesis of nanoparticles from plants and microorganisms. Trends in biotechnology, 34 (7), pp. 588–599.
  27. Soni, M., Mehta, P., Soni, A., Goswami, G. K. (2018). Green nanoparticles: Synthesis and applications. IOSR J. Biotechnol. Biochem, 4 (3), pp. 78–83.
  28. Tsekhmistrenko, O. S., Bityutskyy, V. S., Tsekhmistrenko, S. I., Kharchishin, V. M., Melnichenko, O. M., Rozputnyy, O. I., Onyshchenko, L. S. (2020). Nanotechnologies and environment: A review of pros and cons. Ukrainian journal of ecology, 10 (3), pp. 162–172.
  29. Tsekhmistrenko, S. I., Bityutskyy, V. S., Tsekhmistrenko, O. S., Horalskyi, L. P., Tymoshok, N. O., Spivak, M. Y. (2020). Bacterial synthesis of nanoparticles: A green approach. Biosystems Diversity, 28 (1), pp. 9–17.
  30. Usman, M., Farooq, M., Wakeel, A., Nawaz, A., Cheema, S. A., ur Rehman, H., Sanaullah, M. (2020). Nanotechnology in agriculture: Current status, challenges and future opportunities. Science of the Total Environment, 721, 137778 p.
ДолученняРозмір
PDF icon tsekhmistrenko_1_2024.pdf711.92 КБ