Нанодисперсний розчин

1. Нанодисперсний розчин, що є двофазною системою, який містить як дисперсну фазу наночастинки срібла і/або міді, розміри яких складають 1-1000 нм, а як дисперсійне середовище воду і/або спирт, при цьому міцелами нанодисперсного розчину є нанокомплекси, утворені електрично зарядженими наночастинками срібла і/або міді, що хелатовані молекулами води і/або спирту, який відрізняється 3 №2259871. Коллоидный раствор наночастинок металла, нанокомпозиты металл-полимер и способы их получения. МПК7 B01J13/00, В82В3/00. Опубл. 2005.09.10]. Недоліком відомого нанодисперсного розчину є те, що він містить катіони і аніони продуктів реакції відновлення, для звільнення від яких потрібна додаткова операція, наприклад, діалізу, а також наявність речовини-стабілізатора в колоїдному розчині, роль якого виконує полімер. Це ускладнює технологію отримання колоїдного розчину і звужує область його застосування. Сумісне використання срібла і міді для отримання бактерицидних водних розчинів відоме з давніх часів. Наприклад, дослідниками шумерської культури знайдені металеві судини, виготовлені з комбінації металів - срібла і міді, які використовувалися для лікувальної мети. Це знаменита ваза Ентемени і мідні глеки з срібним носиком. Мідь і срібло це метали-синергісти. Їх сумісна дія на мікроорганізми значно вища, ніж у срібла і у міді окремо. Дослідники вважають, що при зберіганні води в вазі Ентемени у воду генерувалися іони срібла і міді, і вода перетворювалася на цілющий і омолоджуючий еліксир. Таким чином, шумери першими використовували спільно срібло і мідь для отримання цілющого розчину. Ваза Ентемени збереглася до наших днів як пам'ятник шумерської культури [див. Морозов Н.А. «Миражи исторических пустынь», Том 9. «История человеческой культуры в естественно-научном освещении. Христос, в 10-ти томах», - М. Крафт+Леан, 1997 - 2003; Петкова С.М. Справочник по мировой культуре и искусству, М., Недоліком такого розчину є низька концентрація іонів срібла і міді у воді і 2005г. - 507с.]. неможливість отримання достатньо насичених концентрованих розчинів цих металів у великих кількостях. нанодисперсний (колоїдний) розчин Відомий срібла і міді, що є двофазною системою, містить наночастинки срібла і наночастинки міді і воду, в якому наночастинки срібла і міді знаходяться в хелатній формі і отримані ерозійно-вибуховим диспергуванням срібних і мідних гранул в деіонізованій воді, а компоненти препарату узяті в наступних кількостях, в мг/л: наночастинки срібла 0,001-0,1; наночастинки міді - 0,1-100; деіонізована вода - решта [Патент України №26298. Mеталовмісний препарат на водній основі з біоцидними властивостями "Шумерське срібло". МПК (2006) C02F1/50, B22F9/16. Опубл. 10.09.2007, бюл. №14]. Недоліком відомого нанодисперсного розчину срібла і міді є низька стійкість. Найбільш близьким до того, що заявляється, є нанодисперсний (колоїдний) розчин металу або суміші металів в діелектричній рідині, що містить металеві наночастинки, в якому розміри наночастинок складають від 1нм до 100нм, метали вибрані з групи, що складається з срібла, золота, міді, нікелю, заліза, паладію, платини, молібдену, кобальту, родію, іридію, який є двофазною системою, що складається з металевих наночастинок і діелектричної рідини, при цьому міцелами колоїдного розчину є хелатні комплекси, утворені електричне зарядженими металевими наночастинками, які хелатовані полярними 32614 4 стинками, які хелатовані полярними молекулами діелектричної рідини [Патент України №26599. Колоїдний розчин металу або суміші металів. МПК (2006) B01J13/00, C01G49/00. Опубл. 25.09.2007, бюл. №15]. Недоліком відомого нанодисперсного розчину є низька стійкість при високих концентраціях металів в діелектричній рідині, що звужує область його застосування. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення стійкості нанодисперсного розчину при високих концентраціях металів і розширення області його застосування. Запропонований, як і відомий нанодисперсний розчин є двофазною системою, що містить в якості дисперсної фази наночастинки срібла і/або міді, розміри яких складають 1-1000нм, а в якості дисперсійного середовища воду і/або спирт, при цьому міцелами нанодисперсного розчину є нанокомплекси, утворені електричне зарядженими наночастинками срібла і/або міді, що хелатовані молекулами води і/або спирту, і, відповідно до цієї пропозиції, ядрами міцел є наночастинки срібла, або наночастинки міді або суміш срібних і мідних наночастинок, що створюють короткозамкнуті наногальванічні елементи, а поверхневі шари міцел утворені наногідратними і/або наноспиртовими оболонками, при цьому наночастинки срібла і/або міді отримані диспергуванням срібних і мідних гранул імпульсами електричного струму у воді і/або спирті. При цьому компоненти узяті в таких співвідношеннях, мас.%: наночастинки срібла і/або наночастинки міді - 0,00001-0,1; вода і/або спирт до 100%. Нанодисперсний розчин срібла і/або міді є двофазною системою, що складається з металевих наночастинок і діелектричної рідини. Це не вимагає застосування спеціальних речовинстабілізаторів, що спрощує технологію отримання нанодисперсного розчину. Міцелами нанодисперсного розчину є нанокомплекси, утворені електричне зарядженими наночастинками срібла і/або міді, які хелатовані молекулами води і/або спирту, що забезпечує стійкість розчину і одночасно забезпечує високу біодоступність металів. Наявність електричного заряду у металевих наночастинок створює умови для їх хелатування, що додає стійкість нанодисперсному розчину. Ядрами міцел є наночастинки срібла, або наночастинки міді або суміш срібних і мідних наночастинок, що створюють короткозамкнуті наногальванічні елементи. Це розширює область застосування нанодисперсного розчину як за рахунок самостійної дії срібла і міді, так і за рахунок синергетичної дії срібла і міді, створюючих короткозамкнуті наногальванічні елементи. Утворення наночастинками срібла і міді короткозамкнутих наногальванічних елементів призводить до підвищення активності розчину як у разі застосування його в якості наномодифікатора з метою додання матеріалам біоцидних властивостей, так і для активізації горіння різних паливних сумішей [див. Патент України на корисну модель №27410. Наногальванічний елемент. МПК 5 Н01М8/00, Н01М14/00. Опубл.25.10.2007. Бюл.№17]. Поверхневі шари міцел утворені наногідратними і/або наноспиртовими оболонками, що підвищує стійкість нанодисперсного розчину при високих концентраціях металів, а також дозволяє міцелам легко проникати через мембрани кліток, а наночастинкам легко «розкриватися». Наночастинки отримані диспергуванням срібних і/або мідних гранул імпульсами електричного струму у воді і/або спирті, що дозволяє за рахунок високої продуктивності такого диспергування [див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійно-вибухового диспергування металів. МПК B22F9/14. Опубл.25.05.2007. Бюл.№7.] понизити вартість нанодисперсного розчину, а за рахунок високої дисперсності наночастинок підвищити його активність. Вміст води і спирту в дисперсійному середовищі узятий в наступних співвідношеннях, мас.%: вода 0-100; спирт 0-96. Це дозволяє розширити область застосування нанодисперсного розчину. Водні нанодисперсні розчини використовують в якості наномодифікаторів для виготовлення косметичних засобів, матеріалів, виробів і препаратів з бактерицидними, віруліцидними і спороцидними властивостями, лікарських препаратів, харчових і біологічно активних добавок, медичних виробів і матеріалів медичного, косметичного і санітарнотехнічного призначення.використовують в якості Спиртні розчини наномодифікаторів для виготовлення каталізаторів, горючих сумішей, лаків і фарб, медичних виробів. розчини використовують в Водно-спиртові якості наномодифікаторів для виготовлення горючих сумішей, лаків і фарб. Вміст наночастинок срібла і міді в дисперсній фазі узятий в наступних співвідношеннях, мас.%: наночастинки срібла 0-100; наночастинки міді 0100. Це дозволяє розширити область застосування колоїдного розчину за рахунок вибору необхідного співвідношення металів. Компоненти нанодисперсного розчину узяті в таких співвідношеннях, мас.%: наночастинки срібла і/або наночастинки міді - 0,00001-0,1; вода і/або спирт - до 100%. При вмісті наночастинок срібла менше 0,00001 мас.% слабо виражена каталітична, бактерицидна і віруліцидна активності розчину. Вміст наночастинок срібла більше 0,1мас.% недоцільний, оскільки призводить до дорожчання розчину і до зниження його стійкості. При вмісті наночастинок міді менше 0,0001мас.% слабо виражені бактерицидна і спороцидна активності розчину. Вміст наночастинок міді більше 0,1мас.% недоцільний, оскільки призводить до зниження стійкості розчину. При сумісному вмісті наночастинок срібла і міді менше 0,00001мас.% не проявляється виражено каталітична, бактерицидна і віруліцидна активності розчину. А сумісний вміст наночастинок срібла і міді більше 0,1мас.% недоцільний, оскільки призводить до дорожчання розчину і до зниження його стійкості. 32614 6 Нанодисперсний розчин отримують диспергуванням імпульсами електричного струму срібних, або мідних гранул, або їх суміші що знаходяться у воді, або у спирті або у водноспиртовій суміші [див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійно-вибухового диспергування металів. МПК B22F9/14. Опубл.25.05.2007. Бюл. №7.] При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, в яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випарованого металу, в точках контактів металевих гранул одна з одною виникають іскрові розряди, в яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. Ділянки поверхні металевих гранул в зонах іскрових розрядів плавляться і вибухоподібне руйнуються на найдрібніші наночастинки і пару. Продукти руйнування охолоджуються в рідині, в якій накопичуються наночастинки в зваженому стані, розміри яких складають 1-1000нм, утворюючи нанодисперсний розчин металів. В результаті нанодисперсний розчин є двофазною системою, що складається з дисперсної фази, в якості якої виступають наночастинки срібла, або міді, або їх суміш, а дисперсійною фазою є рідина. У такому нанодисперсному розчині немає необхідності застосовувати ще одну фазу - стабілізатор, оскільки розчин надзвичайно стійкий. Це робить нанодисперсний розчин абсолютно екологічно чистим, що дозволяє розширити області його застосування. Відомі каталітичні властивості срібла. Добре відомі антимікробні, антиоксидантні, імуномодулюючі, протизапальні і інші важливі властивості наночастинок міді, які найефективніше проявляються у присутності срібла. Срібло, навіть в мінімальних дозах, значно підсилює властивості міді. Це вказує на каталітичні властивості срібла по відношенню до міді, де ці метали виступають як синергісти. в зоні іскрових розрядів має місце Оскільки високий градієнт потенціалу, то наночастинки за час знаходження в електричному полі набувають поверхневого електричного заряду. У зв'язку з тим, що молекули рідини є диполі, то вони за рахунок дії електростатичного поля обволікають електричне заряджені наночастинки металів, утворюючи хелатні нанокомплекси. Міцелами нанодисперсного розчину є нанокомплекси, утворені електричне зарядженими наночастинками, що хелатовані молекулами дисперсійної фази. За рахунок хелатування металевих наночастинок диполями рідини міцели нанодисперсного розчину стають надзвичайно стійкими без додавання спеціальної речовинистабілізатора. Стійкість міцелам нанодисперсного розчину додають кулонівські сили, що виникають між поверхнею заряджених металевих наночастинок і молекулами рідини. Це дозволяє отримувати концентровані нанодисперсні розчини срібла і/або міді широкого спектру дії, які при необхідності можна розбавляти до потрібної концентрації безпосередньо перед застосуванням. Ядрами міцел є наночастинки срібла, або наночастинки міді або суміш срібних і мідних наночастинок, що створюють короткозамкнуті 7 32614 наногальванічні елементи. Срібло і мідь мають різні електрохімічні потенціали. У складі наногальванічних елементів вони утворюють короткозамкнуті наногальванічні пари, що значно підвищує активність металів [Див. Патент України на корисну модель №27410. Hаногальванічний елемент. МПК Н01М8/00, Н01М14/00. Опубл. 25.10.2007. Бюл.№17.] Поверхневі шари міцел утворені наногідратними і/або наноспиртовими Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 8 оболонками, в яких молекули рідини скоординовані навколо наночастинок за рахунок електростатичних зв'язків з електричне зарядженими наночастинками. Молекули рідини обволікають електричне заряджені металеві наночастинки. Це створює умови для щільного і рівномірного оточення наночастинок наногідратними і наноспиртними оболонкою, що додає розчину високу стійкість. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601