Synthesis, structure and antimicrobial properties of silver nanoparticles formed in the presence of a hyperbranched ionic liquid

Abstract

Наночастинки срібла (НЧС) завдяки розмаїттю їхніх форм та властивостей є перспективними при отриманні наноматеріалів різного функціонального застосування. На сьогоднішній день незалежно від методу отримання НЧС існує проблема стабілізації їхньої поверхні для запобігання агрегації, яка значно знижує їхню активність та перешкоджає рівномірному розподілу при отриманні наноматеріалів. Метою роботи був синтез наночастинок срібла з використанням олігомерної іонної рідини (ОІР) та вивчення їхньої структури та антимікробних властивостей. У роботі вперше використано розроблену нами аніонну ОІР гіперрозгалуженої будови як стабілізатор поверхні в синтезі НЧС. Синтез НЧС здійснювали відновленням іонів Ag у складі AgNO3 тринатрійцитратом у присутності даної ОІР. Використовуючи методи ІЧ-спектроскопії, рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії та дискодифузійний метод було вивчено особливості структурної організації НЧС та їхні антимікробні властивості. Встановлено, що на поверхні сформованих НЧС знаходяться адсорбовані іонні та карбонільні групи і виявлено утворення комплексів типу «гість-господар» між ОІР та іонами срібла. Утворення НЧС та комплексів між ОІР та іонами срібла також підтверджується методом рентгеноструктурного аналізу. За даними електронної мікроскопії розмір синтезованих наночастинок варіюється від 5 до 16 нм, із середнім значенням 10.2 нм. Таке середнє значення дуже близьке до значенням D = 9.3 нм, отримане із результатів рентгеноструктурного аналізу. Синтезовані наночастинки срібла показали дуже високу інгібувальну здатність відносно грибків C. albicans, при цьому ширина зони інгібування d становила 34 мм. Також дуже високу активність порошок НЧС виявляє відносно грам-позитивних бактерій S. aureus (d = 30 мм) та грам-негативних бактерій E. coli (d = 12 мм). Розроблений нами підхід до синтезу НЧС у присутності ОІР як стабілізатора поверхні при певній функціоналізації останнього відкриває нові можливості в синтезі НЧС та отриманні високодисперсних систем на їхній основі, у тому числі функціоналізованих нанокомпозитних полімерних матеріалів з антимікробними властивостями.