نانوذرات نقره

نانوذرات نقــره، یکــی از پرکاربردترین ذرات در حوزه فناوری نانــو پس از نانولوله­های کربن است، که هر روزه بر کاربرد آن افزوده می­شود. نانوذرات نقره به دلیل داشــتن خواص فیزیکی و شــیمایی ویژه­ای که دارنــد، در عرصه­های گوناگون پزشکی، صنعت، کشاورزی، دامپروری و بســته­بندی، لوازم خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامــی کاربردهای فراوانی پیدا کرده­اند.

این فناوری با کنترل فعالیــت عوامل بیماری­زا در خدمت انســان­ها قرار گرفته اســت. از این رو، بــه لحاظ بازدهی بالا، عملی بــودن، و افزایش ظرفیت­هــا و صرفــه اقتصادی و ســازگاری با محیطزیست و ماندگاری بسیار زیاد، در مقایسه با دیگــر روش­های بهبــود فــرآوری و تولید، ارجحیت دارد. استفاده از فناوری­نانو برای تولید نانوذرات نقره هر چند در ســال­های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بســیاری پیدا کرده، اما داســتان خاصیت ضدمیکروبی نقره داستانی جدیدی نیســت بلکه این خاصیت از دیرباز شناخته شــده و به­کار رفته است. برای مثال در بسیاری از جنگ­ها برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه­های نقره استفاده می­شد و یا برای نگهداری مواد غذایی از ظروف نقره­ای استفاده می­ شد.

خواص نانو نقره

برخی از ویژگی­های مهم نانونقره عبارتند از

• خاصیت ضدمیکروب
• خاصیت ضدقارچ
• خاصیت ضد ویروس
• خاصیت ضد التهاب

استفاده از نانونقره در صنعت تصفیه آب

یکی از دلایل کاربرد گسترده این ذرات، داشتن خاصیت ضدمیکروب آن­هاســت. نانوذرات نقره برای عوامل بیماری­زا یک سم تلقی می­شوند و برای بدن انسان، غذاها و بافت­ها بی­ضررند. این خاصیت ذرات نانو در مقایسه با ذرات غیرنانوی نقره به دلیل اثر افزایش سطح در نتیجه افزایش واکنش­پذیــری ماده و پیروی مــاده از فیزیک و شــیمی کوانتم در حالت نانو اســت.

نقره در ابعــاد بزرگتر، فلزی بــا خاصیت واکنش­دهی کم است، ولی زمانی­که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل می­شود، خاصیت میکروب­کشی آن بیــش از 99 درصــد افزایــش می‌یابد، به حدی که میتوان از آن بــرای بهبود جراحات و عفونت­ها اســتفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم اثر می­گذارد. نانو ذرات نقره قادر است بیش از 650 گونه باکتری­های مختلف را ظرف چنددقیقه از بین ببرد از کاربردهای مهم نانوذرات نقره درتصفیه آب و فاضلاب می باشد تعدادی از روش­ها و دستگاه­های تصفیه آب که با ذرات نقره در مقیاس نانو کار می­کنند اکنون به صورت تجاری در دسترس­اند. با وجود خاصیت ضد باکتریایی قوی نانو ذرات نقره، ارزان قیمت تر بودن، دوام بیشتر و موثرتر بودن این فناوری ها اما سمیت این نانو ذرات هم حائز اهمیت می­باشد نقش سولفید و قدرت لیگاند در کنترل کردن سمیت نانوذرات نقره بر باکتری­ها نیتریفیه کننده مشخص شده است سولفید نشان داده است که تنها لیگاندیست که بطور موثری سمیت نقره را کاهش می­دهد.

برای کمک به محیط زیست و کاهش آلودگی­ها تمامی صنایع باید فاضلاب تولیدی خود را تصفیه کنند تا قابلیت دفع به محیط زیست یا استفاده‌ مجدد را داشته باشند. عمده‌ آلاینده‌های موجود در فاضلاب‌ها به دو بخش شیمیایی و میکروبی تقسیم می‌شود. از این رو میکروب کشی با یک گندزدای مؤثر که مشکلات گندزداهای متداول را نداشته باشد، می‌تواند به صنایع مختلف در به دست آوردن استانداردهای آب یا پساب خروجی فاضلاب کمک کند. به همین جهت دستیابی به یک گندزدای ایده‌آل همواره یکی از دغدغه‌های مهم صنایع تصفیه‌ آب و فاضلاب است.

نانوذرات نقره به دلیل خواص کاتالیستی و ضد‌میکروبی به عنوان یکی از شاخه‌های مهم فناوری نانو به ویژه در حوزه‌ گندزدایی سیستم‌های تصفیه‌ آب و پساب مطرح است.در طرحی که توسط دانشجویان دانشگاه علوم پزشکی تهران مطرح شده است، نانوذرات نقره مغناطیسی به صورت پودری و با قابلیت معلق ماندن در داخل نمونه‌های فاضلاب تولید و استفاده می­شوند. این نانوذرات در مقایسه با پژوهش‌هایی که از نانوذرات نقره به صورت پوششی بر روی سطوحی نظیر سرامیک استفاده کرده‌اند به دلیل افزایش میزان تماس گندزدا با میکروارگانیسم‌ها، قدرت گندزدایی بالاتری از خود نشان دادند. نانوذرات سنتز شده از مزایایی از قبیل سرعت میکروب‌کشی بالا، بازدهی بالا در حذف آلاینده‌های میکروبی از آب و پساب فاضلاب و عدم تولید محصولات جانبی برخوردار است که چشم انداز بسیار مطلوبی در صنعت آب و فاضلاب کشور ایجاد خواهد کرد.

یکی از اصلی‌ترین محدودیت‌های استفاده از نانوذرات نقره به عنوان یک گندزدا، بالا بودن قیمت این عنصر است اما در این طرح با ایجاد خاصیت مغناطیسی و جداسازی نانوذرات، امکان بازیابی و استفاده‌ مجدد برای گندزدای سنتز شده فراهم شده است. در واقع این ترکیب بدون اینکه تغییر محسوسی در راندمان و قدرت گندزدایی آن ایجاد شود تا 11مرتبه قابلیت استفاده‌ مجدد را دارد.

از طرفی، اگرچه یک ترکیب گندزدا می‌تواند در از بین بردن میکروارگانیسم‌ها مفید باشد، حضور آن در محیط زیست نیز به میزان بالایی خطرناک است. اما نتایج بررسی‌های صورت گرفته در این تحقیقات نشان داده که پس از جداسازی گندزدا، مقادیر یون‌های آهن و نقره‌ خروجی پساب حتی در pH های خیلی اسیدی و خیلی قلیایی نیز کمتر از مقادیر استاندارد آب شرب است. این امر بیانگر ثبات یون‌های آهن و نقره در نانوذرات تولید شده و بی خطر بودن ترکیب سنتز شده است.