Спосіб визначення розміру наночастинок срібла

Реферат: Спосіб визначення розміру наночастинок срібла, згідно якого знімають електронні спектри поглинання водних золів наночастинок срібла в УФ/видимому діапазоні, визначають довжину хвилі при максимумі поглинання спектра max і середній діаметр d наночастинок . Додатково вимірюють ширину піка спектра поглинання на половині його висоти і визначають полідисперсність наночастинок срібла за формулою. UA 85539 U (12) UA 85539 U UA 85539 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до області фізичної та колоїдної хімії, а саме до методів аналізу полідисперсності колоїдних систем. Даний спосіб визначення полідисперсності наночастинок срібла може знайти застосування як експрес-метод при ідентифікації синтезованих за різними методами наночастинок срібла в лабораторних та промислових умовах без використання складних, дорогих і часто відсутніх в Україні приладів для ідентифікації наночастинок срібла. Проблема ідентифікації синтезованих наночастинок срібла при відсутності дорогих сучасних приладів зумовлює пошук альтернативних шляхів визначення їх середнього розміру та полідисперсності іншими методами, зокрема, розрахунковими, з використанням емпіричних рівнянь та залежностей, які базуються на властивості поглинання електромагнітного випромінювання в УФ/видимому діапазоні золями наночастинок срібла. Відомі способи визначення середнього розміру наночастинок срібла, які базуються на аналізі електронних спектрів поглинання водних золів наночастинок срібла в УФ/видимому діапазоні (1. A. Slistan-Grijalva, R. Herrera-Urbina, J.F. Rivas-Silva, M. Avalos-Borja, F.F. CastilloBarraza, A. Posada-Amarillas "Classical theoretical characterization of the surface plasmon absorption band for silver spherical nanoparticles suspended in water and ethylene glycol" II "Physica" E 27 (2005), p. p. 104-112; 2. D.D. Evanoff Jr., G, Chumanov "Synthesis and optical properties of silver nanoparticles and arrays" // "Chem. Phys. Chem.» (2005), vol. 6, p. p. 1221-1231). Однак, використання таких способів визначення не дозволяє отримувати достовірні значення середнього розміру наночастинок срібла без додаткового використання дорогого апаратурного обладнання, зокрема приладів для вимірювання світлорозсіювання зразків (наприклад, спектрофотометру "Hazegard" (BYK-Gardner, Німеччина). Відомий спосіб визначення середнього розміру наночастинок срібла, згідно якого знімають електронні спектри поглинання водних золів наночастинок срібла в УФ/видимому діапазоні, визначають довжину хвилі при максимумі поглинання спектра max і середній діаметр d частинок. Такий діаметр визначають відповідно до рівняння: d  24,01  100   max  385   4,9 30 35 40 (3. Malynych S. Z. "Estimation of size and concentration of silver nanoparticles in aqueous suspensions from extinction spectra" // "J. Nano-Electron. Phys.» v. 2, № 4 (2010), p. p. 5-11). Однак, такий спосіб визначення середнього розміру наночастинок срібла є складним і не дозволяє отримати значення полідисперсності наночастинок срібла, яка є однією з найважливіших базових характеристик колоїдних систем і розміру частинок в дисперсних системах, що характеризує ступінь подрібнення речовин. Полідисперсність визначається функцією розподілу частинок за розмірами (або масою) і є характеристикою їх однорідності. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити такий спосіб визначення розміру наночастинок срібла, в якому введення нової дії суттєво спростило б визначення їх полідисперсності без додаткового використання дорогого апаратурного обладнання. Поставлена задача вирішується тим, що у способі визначення розміру наночастинок срібла, згідно якого знімають електронні спектри поглинання водних золів наночастинок срібла в УФ/видимому діапазоні, визначають довжину хвилі при максимумі поглинання спектра max і середній діаметр d наночастинок, згідно з корисною моделлю, додатково визначають ширину піка спектра поглинання на половині його висоти  і визначають полідисперсність наночастинок срібла за формулою: 45 d  50 55 logd  0,2 0,89 10 max , де d - середній діаметр наночастинок, max - значення довжини хвилі при максимумі поглинання спектра,  - ширина піка спектра поглинання на половині його висоти. Це суттєво спрощує спосіб і дозволяє отримувати достовірні значення середнього розміру наночастинок срібла без додаткового використання дорогого апаратурного обладнання, зокрема приладів для вимірювання світлорозсіювання зразків (наприклад, спектрофотометру "Hazegard" (BYK-Gardner, Німеччина) та визначати значення полідисперсності наночастинок срібла. Приклад конкретного виконання. 1 UA 85539 U Знімали електронний спектр поглинання водного золю наночастинок срібла з використанням методу УФ/видимої спектроскопії (Фіг. 1). На основі отриманих даних визначали довжину хвилі при максимумі поглинання спектра max і ширину піка спектра поглинання на половині його 5 висоти  . Довжина хвилі при максимумі поглинання спектра становить max  396 нм; значення ширини піка спектра поглинання на половині його висоти складає   65 нм (Фіг. 1). За значенням довжини хвилі при максимумі поглинання розрахований середній діаметр наночастинок d: d  24,01  100   max  385   4,9  24,01  100  396  385   4,9  38 нм, 10 і за отриманими значеннями max ,  , d визначали полідисперсність наночастинок срібла d : d  logd   0,2 0,89 10 max  log38,4d65  0,2 0,89 10 396  10 нм. 15 20 Отримані розрахункові значення узгоджуються з результатами дослідження наночастинок срібла з використанням скануючого електронного мікроскопа EVO-40XVP із системою мікроаналізу INCA Energy 350. На Фіг. 2 показане SEM-зображення наночастинок срібла, відповідно до якого середній розмір та полідисперсність наночастинок срібла становлять 40 та 10 нм відповідно (див. таблицю). Таблиця Середній діаметр та полідисперсність наночастинок срібла Розмір та полідисперсність наночастинок срібла, (нм) d, нм Δd, нм Експериментальні дані, отримані з використанням скануючої електронної мікроскопії, (нм) 40 10 Розраховані значення за формулою d  10 logd  0,2 0,89 max 38 10 , (нм) ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 Спосіб визначення розміру наночастинок срібла, згідно якого знімають електронні спектри поглинання водних золів наночастинок срібла в УФ/видимому діапазоні, визначають довжину хвилі при максимумі поглинання спектра max і середній діаметр d наночастинок, який відрізняється тим, що додатково вимірюють ширину піка спектра поглинання на половині його 30 висоти і визначають полідисперсність наночастинок срібла за формулою d  logd   0,2 0,89 10 , де  max d - середній діаметр наночастинок, max - значення довжини хвилі в максимумі поглинання спектра,  - ширина піка спектра поглинання на половині його висоти. 2 UA 85539 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3