Синтез магніточутливих наноструктур на основі Fe3O4/Ag

Був проведений експеримент, щодо модифікування поверхні магнетиту наночастинками срібла з утворенням нового композиту.

Це дає можливість будівництва нових наноструктур шляхом змішування благородні метали і магнітні наночастинки. Це відкриває широкий спектр бажаних синергетичних та комплементарних eфектів. Але однією з проблем, є поєднання цих двох різнорідних матеріалів.

Проте, якщо зробити структуру ядро-оболонка Ag @ Fe₃O₄, то вона дозволяє додати магнітну функціональність до властивостей. Такі наноструктури можуть привести до цікавих результатів, наприклад, вирішити відсутність біосумісності срібла, усуваючи його контакт з тканинами. Комплекси Fe₃O₄@Ag мають сильнішу бактерицидну дію аніж звичайне срібло, чи димери срібла з Fe₂O₃. Можливе пояснення цього факту є те, що аморфна тонка пориста оболонка оксиду полегшує вивільнення іонів срібла з незахищено поверхні срібла в порівнянні з органічно загорнутих срібних наночастинок. Очікується, що цей компактний магнітний-срібний композит буде перешкоджати масовій дифузії іонів срібла, збільшуючи біосумісність.

На рис 15. приведені спектри поглианння магнітних рідин та НЧС.

Рис 15 спектри поглиання магнітних рідин (а) та НЧС (б).

Отримуючи кластери срібла на поверхні магентиту, ми записали спектри їх поглинання (рис.16.). Як бачимо, спостерігається невелике «плато» в області 380-450 нм, що може бути пояснено наявністю кластерів срібла на поверхні магентиту.

Рис.16 Спектр пропускання магнітних рідин на основі магнетиту та нанокомпозитних систем магнетит/срібло.

 

В результаті вирахування (віднімання) спектру магнітних рідин зі спетктру систем магнетит/срібло модна побачити чіткий спеткр що характерний для НЧС. Це свідчить про утворення кластерів срібла на поверхні магентиту.

Рис. 17 Результат вирахування (віднімання) спектру магнітних рідин зі спектру систем магнетит/срібло.

 

Вивчаючи ТЕМ-зображення отриманих наносистем, можна зробити висновок пр розмір НЧС на магнетиті. Як бачимо із рис17, розмір кластерів є длуже малим, і коливається в межах 0,5-2 нм. Такий розмір пов’язаний із додаванням надлишку відновника, що спричиняє швидке зародкоутворення кластерів срібла та обмеження їх росту.

 

Рис.18 ТЕМ-зображення наноструктур магнетит/срібло

Загалом, слід зуаважити, що створеннясистем нанорозмірний магнетит/срібло потребує подальших досліджень, зокрема в плані стабілізації таких систем, та підбору оптимальних параметрів синтезу з метою регулювання розмірів кластерів срібла.

 

Узагальнені результати із синтезу НЧС та систем /магнетит/Ag коротко представлені у таблиці 1.

 

Табл. 1. Р езультати із синтезу НЧС та систем /магнетит/Ag

Назва	Спектр пропускання	ТЕМ-зображення
Наночастинки срібла
Наночастинки срібла
Наночастинки срібла
Композитні наночастинки Магнетит/срібло

ВИСНОВКИ

1) Показано, що розмір НЧС залежить від ряду параметрів – кількості відновника, його хімічної природи, рН середовища.

2) Встановлено, що при додаванні маскимальної кількості відновника, розмір частинок зменшується. Пояснення такого процесу лежить в конкуренції процесів зародкоутворення і росту зародків, причому швидкість першого процесу домінує над другим,.

3) Продемонстровано агрегацію та, у деяких випадках розчинення НЧС при взаємодії їх із силною людини.

4) Розчинення НЧС із розміром до 5 нм у слюні можна пояснити найбільшю їх реакційною здатністю та біоактивністю. Зменшення розмірів НЧС призводить до переважання полощі поверхзні над об’ємом, відповідною активністю поверхневих атомів срібла.

5) Взаємодія з модельним компонентом слини – лізоцимом, не призводить до зміну у його структурі, що підверджено ІЧ-Фур’є спектром. Білок занходиться у α-фазі.

6) Створеннясистем нанорозмірний магнетит/срібло потребує подальших досліджень, зокрема в плані стабілізації таких систем, та підбору оптимальних параметрів синтезу з метою регулювання розмірів кластерів срібла.

РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ

 

Дана дипломна робота присвячена дослідженню різнаманітних процесів синтезу на утворення колоїдних розчинів наночастинок срібла.

Під час організації роботи у лабораторії на всіх етапах досліду необхідно враховувати всі елементи роботи і, в залежності від того наскільки об’єктивно будуть вони враховані залежить умови роботи та продуктивність праці працівників.

У даному розділі на основі аналізу результатів атестації робочого місця за умовами праці нами передбачені та розроблені заходи і засоби щодо удосконалення умов праці, пожежної безпеки [46].

 

4.1 Виявлення та аналіз ШНВФ на проектному об’єкті (в умовах виконання експериментальної частини науково-дослідної роботи)

 

Повітря робочої зони

 

Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 роботи, що виконуються в лабораторії відносяться до ІІа категорії і пов'язані з ходінням, переміщенням дрібних (до 1 кг) виробів або предметів в положенні стоячи або сидячи і потребують певного фізичного напруження [].

Повітрообмін забезпечується методом загальнообмінної природної організованої вентиляції. В лабораторії наявна витяжна шафа з вентилятором потужнітю 1 кВт.

 

Таблиця 2. показує зведені параметри мікроклімату в лабораторії.

 

Таблиця 2.

Санітарні норми параметрів мікроклімату

Період року	Катего-рія робіт	Температура, ºС	Вологість повітря, %	Швидкість руху повітря, м/с
Оптимальні	Допус-тимі	Фактична	Оптимальні	Допустимі	Оптимальні	Допустимі
Холодний	ІІа	19-21	15-24	18-20	40-60		0,2	>0,3
Теплий	ІІа	21-23	17-29	20-24	40-60	>65	0,3	0,2-0,4

 

Згідно з нормативним положенням температура внутрішніх поверхонь робочої зони, устаткування, захищаючих конструкцій не повинна виходити більше, як 2^оС межі оптимальних величин температури повітря для даної категорії робіт.

 

topt = tпов + 2ºС;

t_opt =23+2ºС = 25 ºС, - для теплого періоду року.

Коротка санітарна характеристика параметрів мікроклімату наведена у таблиці 3 [57].

Згідно санітарних норм температура, вологість повітря та швидкість руху повітря у холодний та теплий період відповідає нормам. Для підтримки цих показників рекомендується використовувати вентиляцію, кондиціювання повітря та засоби індивідуального заходу.

 

Таблиця 3

Коротка санітарна характеристика лабораторії, що проектується

Назва виробничої дільниці, лабораторії, установки	Шкідливі речовини, що виділяються, причини їх виділення	Група шкідливої речовини, характеристика шкідливого впливу	ГДК шкідливих речовин у повітрі робочої зони, мг/м3	Класи небезпечності шкідливої речовини	Засоби індивідуального захисту: тип, марка, ГОСТ	Засоби долікарняної допомоги	Методи контролю вмісту шкідливих речовин у повітрі робочої зони
Дослідницька лабораторія	CaCl2, приготування буферу	подразнюючі діє на шкіру,викликає опіки на шкірі		ІІІ	Лабораторний халат, рукавички латексні	Свіже повітря, промити уражене місце водою та розчином соди	Фотометричний та йодометричний метод
NaBH4 (борогідрид натрію)	подразнюючі діє на шкіру,викликає пігментацію на шкірі, дерматити		ІІІ
N2H2, (гідразин гідрат) відновник	сенсибілізучі викликає шкірні алергії		IV
етиловий ефір, випаровування	Загально токсичні викликає наркотичну дію, ураження центральної нервової системи	0.03	III

 

В холодний період року, для підтримки мікроклімату в лабораторії,передбачена центральна система водяного опалювання, згідно
СНіП 2.04.05-91 [].

Теплий період року характеризується режимом роботи системи припливної вентиляції без підігріву припливного повітря. У теплий період року застосовується природна вентиляція для подачі або видалення повітря, згідно ДБН В.2.5 -67:2013 [].

За способом організації повітрообміну передбачені механічна загальнообмінна, місцева і комбінована вентиляція. Також в інституті передбачено аварійна вентиляція. По призначенню передбачена системи аспірації у вигляді витяжних шаф.

Контроль параметрів мікроклімату та вмісту в повітрі основних забрудників відбувається за допомогою таких засобів [60]:

- температури повітря – ртутний термометр (щоденно);

- атмосферного тиску – барометр-анероїд (щоденно);

- відносної вологи – психрометр Августа (щоденно);

- швидкості руху повітря – крильчастий анемометр (1 раз в місяць).

Передбачений лабораторний контроль повітря робочої зони за ГДК.

 

Виробниче освітлення

У відповідності з ДБН В.2.5-28-2006 приміщення лабораторії в відповідності до зорової роботи відноситься розряду зорової роботи – ІVа []. В лабораторії використовується загальне суміщене освітлення: природне одностороннє бокове освітлення через два вікна розміром 2,4 × 2,6 м та штучне освітлення, для якого передбаченi 7 люмiнесцентних світильники білого світла, потужністю 36 Вт, типу G3.

 

 

Таблиця 4.

Санітарні норми освітленості приміщень при штучному освітленні і КПО при природному і суміщеному освітленні

Характеристика зорової роботи	Розряд роботи	Штучне освітлення	КПО, %
Комбіноване	Фактично	Загальне	Фактично	Природне, бічне	Фактично	Суміщене, верхнє і бічне	Фактично
Середньої точності	ІVа					2,4	2.0	0,9	0.8

 

Тобто за розрядом зорових робіт освітлення відповідає вимогам та нормам освітлення в лабораторії. Для забезпечення продуктивної роботи рекомендовано встановити місцеве освітлення у вигляді настільних ламп.