Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка новых методов получения нанодисперсных частиц серебра в неводных средах.

Номер контракта: 14.576.21.0024

Руководитель: Глушко Валентина Николаевна

Должность: Заведующий лабораторией

Организация: федеральное государственное унитарное предприятие "Институт химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра "Курчатовский институт"
Организация докладчика: Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химических реактивов и особо чистых химических веществ"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
неводные методы синтеза наночастиц серебра сольвотермальный синтез неводные среды наночастицы серебра

Цель проекта:
Решаемые задачи проекта: 1.Провести синтез наночастиц серебра, используя соли галогенированных, жирных и сульфокислот, в неводных средах и выбрать оптимальные условия проведения экспериментов, направленных на установление закономерностей образования наночастиц серебра в неводных средах 2.Провести необходимые исследования экспериментальных образцов наночастиц в неводных средах с применением современных методов анализа 3.Изучить вопрос осуществления взаимодействий в полимерных матрицах, особенно в матрице сверхвысокомолекулярного полиэтилена и разработать эффективные методы введения наночастиц серебра в полимеры с целью создания новых типов нанокомпозитных материалов. Целью проекта является: Изучение закономерностей образования наночастиц серебра в неводных средах и полимерных матрицах и определение влияния химических и физических условий проведения процесса получения наночастиц серебра в неводных средах на их форму, размер и иные характеристики.

Основные планируемые результаты проекта:
1.Значительное число известных методов получения наночастиц серебра связано с проведением химических реакций в водной среде.Однако для ряда важных практических применений наночастиц серебра представляется важным получение наночастиц серебра в безводных средах, таких как органические растворители и полимерные матрицы.
В ходе выполнения работы будут изучены закономерности химических взаимодействий соединений серебра с различными реагентами в разнообразных неводных средах включая полимерные матрицы, приводящие к образованию наночастиц серебра заданных форм и размеров, изучены вопросы растворимости соединений серебра в неводных средах, подобраны оптимальные условия проведения химических взаимодействий между растворимыми в органических растворителях соединениями серебра и разнообразными реагентами,приводящими к образованию наночастиц серебра заданной дисперсности и морфологических характеристик. Будет изучен вопрос осуществления таких взаимодействий в матрице сверхвысокомолекулярного полиэтилена и разработаны эффективные методы введения наночастиц серебра в полимер с целью создания новых типов нанокомпозиционных материалов. По результатам теоретических исследований будут проведены экспериментальные работы и получены опытные образцы материалов, содержащих наночастицы серебра, отработаны методики получения и разработаны и проведены аналитические исследования.
2.Полученные данные откроют возможность разработки новых материалов, обладающих практически ценными свойствами, получение которых затруднительно при использовании наночастиц серебра, получаемых в водных средах.Особенно важно изучение вопросов введения наночастиц серебра в полимерные матрицы путем их синтеза непосредственно в полимерной матрице, а также разработка методов получения наночастиц серебра определенного заданного размера и морфологических характеристик, обладающих наиболее выраженными бактерицидными свойствами и пригодными для введения в широкий спектр гидрофобных полимеров для создания нанокомпозиционных материалов.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Результаты исследований предназначены для применения при создании материалов, обладающих антимикробными свойствами , в частности для изготовления предметов и оборудования применяемого в медицинских, детских и иных учреждениях, где важно соблюдение асептики, при создании медицинских протезов( протезы тазобедренного сустава, челюстно-лицевые), для создания красок и лаков, обладающих антисептическими свойствами, для создания токопроводящих структур в микроэлектронике и др.
Впервые широкомасштабно исследованы процессы взаимодействия серебряных солей галогенированных жирных и сульфокислот с органическими соединениями в неводных средах, приводящих к получению наночастиц серебра, определены оптимальные условия взаимодействия. По результатам исследований подана заявка на оформление патента "Коллоидный раствор наносеребра и способ его получения".
Впервые получены устойчивые дисперсии наночастиц серебра в органических растворителях из солей органических кислот серебра и проведены работы по введению полученных дисперсий наночастиц в гидрофобный сверхвысокомолекулярный полиэтилен.
Проведено исследование полученных в ходе модельного эксперимента наночастиц серебра методами сканирующей электронной микроскопии и спектроскопические исследования в видимой и ИК областях.
В мировой литературе очень мало информации по получению наночастиц серебра в неводных средах и введению их в сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полученные данные открывают возможность разработки новых материалов, обладающих ценными практическими свойствами, получение которых затруднительно при использовании наночастиц серебра, полученных в водных растворах. Особенно важна разработка методов получения наночастиц серебра определенного размера и морфологических характеристик, обладающих наиболее выраженными бактерицидными свойствами и пригодными для введения в широкий спектр гидрофобных полимеров для создания нанокомпозиционных материалов.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые в ходе ПНИ технологии могут быть применены как для создания антисептических материалов нового поколения, разнообразных предметов обихода, в том числе элементов одежды,снаряжения, посуды, покрытий, упаковочных пленок, обладающих способностью препятствовать развитию патогенной микрофлоры на своей поверхности.
Предполагается внедрение полученных в ходе ПНИ результатов для получения упаковочных материалов препятствующих развитию патогенной микрофлоры.
Создаваемые в ходе данного проекта наночастицы легко внедряются в различные полимерные материалы или синтезируются непосредственно в полимерной матрице в рамках стандартного технологического процесса требуя незначительного дооснащения производства.

Текущие результаты проекта:
Синтезированы серебряные соли галогенированных жирных и сульфокислот. Все полученные соли охарактеризованы с применением современных физико-химических методов анализа.Получен патент на новый метод получения монохлорацетата серебра.Осуществлен выбор оптимальных растворителей для получения наночастиц серебра в неводных средах. Выбраны эффективные восстановители, которые обладают хорошей растворимостью в выбранных органических растворителях. Абсолютно новым подходом в синтезе стабильных дисперсий наночастиц серебра в неводных средах является использование в качестве восстановителя аскорбиновой кислоты. Оформляется заявка на патент. Определены оптимальные условия взаимодействия растворимых в органических растворителях солей серебра в неводных средах с органическими соединениями, приводящими к получению наночастиц серебра. Определен химический состав наночастиц серебра, полученных в ходе модельного эксперимента. Проведены исследования влияния физико-химических условий проведения процессов синтеза наночастиц серебра на размер и форму образующихся частиц. Изготовлены экспериментальные образцы СВМПЭ, содержащие наночастицы серебра с использованием известных в литературе методов. Исследовано влияние наночастиц серебра на физические свойства СВМПЭ. Определены оптимальные условия получения компактных образцов СВМПЭ методом горячего пресования.
Проведено исследование химического состава и биологической активности в отношении патогенных организмов экспериментальных образцов неводных сред, содержащих наночастицы серебра.
По данному проекту вышли из печати две статьи, в декабре 2015 года должна выйти из печати третья статья.