کاربرد نانوذرات نقره چیست؟

نانوذرات نقره یکی از پُر کاربردترین ذرات در حوزه فناوری نانو پس از نانولوله های کربن است، که هر روزه بر کاربرد آن افزوده می شود. نانوذرات نقره به دلیل داشتن خواص فیزیکی و شیمیایی ویژه ای که دارند، در عرصه های گوناگون پزشکی، صنعت، کشاورزی، دامپروری و بسته بندی، لوازم خانگی، آرایشی، بهداشتی و نظامی کاربردهای فراوانی پیدا کرده اند.

این فناوری با کنترل فعالیت عوامل بیماری زا در خدمت انسان ها قرار گرفته است. از این رو، به لحاظ بازدهی بالا، عملی بودن، افزایش ظرفیت ها و صرفه اقتصادی و سازگاری با محیط زیست و ماندگاری بسیار زیاد، در مقایسه با دیگر روش های بهبود فرآوری و تولید، ارجحیت دارد.

استفاده از فناوری نانو برای تولید نانوذرات نقره هر چند در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته و رونق بسیاری پیدا کرده، اما داستان خاصیت ضد میکروبی نقره داستان جدیدی نیست بلکه این خاصیت از دیرباز شناخته شده و بکار رفته است؛ بدون آنکه دلیل تاثیر آن دقیقاً شناخته شود. برای مثال در بسیاری از جنگ ها برای کنترل عفونت زخم سربازان از سکه های نقره استفاده می شده است و برای ترمیم زخم های سربازان، روی زخم سکه ای از جنس نقره قرار می دادند و سپس محل زخم را می بستند و یا برای نگهداری مواد غذایی از ظروف نقره ای استفاده می شده است. همچنین علت شیوع نیافتن بیماری های مسری در مناطق اعیان نشین را به ظروف نقره نسبت می دهند. طبیب بزرگ ایرانی بوعلی سینا برای بعضی از بیماران خود، قندآبی که در آن انگشتر نقره قرار داده و هم زده باشند را تجویز می کرده است.

یکی از دلایل کاربرد گسترده این ذرات، داشتن خاصیت ضد میکروب آنها است. نانوذرات نقره برای عوامل بیماری زا یک سم تلقی می شوند و برای بدن انسان، غذاها و بافت ها بی ضرر هستند. این خاصیت ذرات نانو در مقایسه با ذرات غیرنانوی نقره به دلیل اثر افزایش سطح در نتیجه افزایش واکنش پذیری ماده و پیروی ماده از فیزیک و شیمی کوانتوم در حالت نانو است. نقره در ابعاد بزرگتر، فلزی با خاصیت واکنش دهی کم است، ولی زمانی که به ابعاد کوچک در حد نانومتر تبدیل می شود، خاصیت میکروب کشی آن بیش از 99 درصد افزایش می یابد، به حدی که می توان از آن برای بهبود جراحات و عفونت ها استفاده کرد. نقره در ابعاد نانو بر متابولیسم، تنفس و تولید مثل میکروارگانیسم اثر می گذارد. این ماده تاکنون بیش از 650 نوع باکتری شناخته شده را از بین برده است.

دانشمندان سازوکارهای متفاوتی را برای تبیین اثرگذاری نقره بر میکروب ها یافته اند. به دلیل همین تعدد سازوکارها است که میکروب ها نمی توانند نسبت به نقره سازگار شوند و یا مقاومت پیدا کنند. از سازوکارهای متعددی که برای عملکرد نانوذرات نقره شناسایی شده اند دو سازوکار بارزتر عبارتند از:

1. سازوکار کاتالیستی: این سازوکار بیشتر در مورد کامپوزیت های نانو نقره ای صدق می کند که روی پایه های نیمه هادی مانند دی اکسید تیتانیوم یا دی اکسید سیلیسیوم قرار گرفته است. در این وضعیت ذره مانند یک پیل الکتروشیمیایی عمل می کند و با اکسید کردن اتم اکسیژن، یون اکسیژن و با هیدرولیز کردن آب، یون -OH را تولید می کند که هر دو از بنیان های فعال و از قوی ترین عوامل ضد میکروبی نیز هستند.
2. سازوکار یونی: دگرگون ساختن میکروارگانیسم بوسیله تبدیل پیوندهای -SH به -SAg. در این سازوکار ذرات نانونقره فلزی به مرور زمان یون های نقره از خود ساطع می کنند. این یون ها طی واکنش جانشینی، باندهای -SH را در جداره میکروارگانیسم به باندهای -SAg تبدیل می کنند، که نتیجه این واکنش ها از بین رفتن میکروارگانیسم است.

خواص نانونقره

نانونقره دارای ویژگی های شیمیایی و زیستی است که برای محصولات مصرفی، فناوری مواد غذایی، منسوجات و صنایع پزشکی جذاب است. نانونقره همچنین ویژگی های نوری و فیزیکی منحصر به فردی دارد که در توده نقره وجود ندارند و ظرفیت عمده ای برای کاربردهای پزشکی دارد. برخی از ویژگی های مهم نانونقره عبارتند از:

• خاصیت ضد میکروب
• خاصیت ضد قارچ
• خاصیت ضد ویروس
• خاصیت ضد التهاب
• خاصیت ضد لایه گلیکوپروتئین – خاصیت ضد زیست لایه
• خاصیت رزونانس پلاسمون سطحی – گرمایش پلاسمونیک

کاربردهای نانونقره

نانونقره با داشتن خواص ضد میکروب کاربردهای فراوانی در صنایع مراقبت های بهداشتی، پلاستیک ها و بسته بندی غذایی پیدا کرده است. در حالی که از خاصیت رسانایی آن در الکترونیک، رساناها، صفحات نمایش لمسی و… استفاده می شود. در حال حاضر 80 درصد از نانونقره به عنوان یک عامل ضد میکروب استفاده می شود. فعالان حوزه های تولید دارو، بسته بندی غذایی، منسوجات، شوینده ها، سلول های خورشیدی، لوازم برقی، حسگرها و… می توانند با استفاده از نانوذرات نقره فرصت های کسب و کار جدیدی را پیشنهاد کنند.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «کاربرد نانوذرات نقره چیست؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری، ترجمه و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد.