Silver nanoprism synthesis by H₂O₂-triggered shape transformation of silver nanospheres

• Main Author: Tewarak Parnklang (Author)
• Other Authors: Sanong Ekgasit (Contributor), Chulalongkorn University. Faculty of Science (Contributor)
• Format: Book
• Published: Chulalongkorn University, 2013-10-30T01:54:11Z.
• Subjects: Thesis
• Online Access: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36465
• Other title: การสังเคราะห์ปริซึมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินด้วยปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของอนุภาคทรงกลมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินโดยการกระตุ้นด้วยไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์
• Notes: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/36465
• Keywords: Silver; Colloidal silver -- Synthesis; Nanoprism; เงิน; ซิลเวอร์คอลลอยด์ -- การสังเคราะห์; นาโนปริซึม

Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2012

This dissertation presents a novel approach for synthesizing colloidal silver nanoprisms (AgNPrs) with controllable localized surface plasmon resonance (LSPR) via a chemical shape transformation of silver nanospheres (AgNSs) induced by hydrogen peroxide (H₂O₂). The shape conversion was carried out by feeding H₂O₂ solution into a starch-stabilized AgNSs colloid under an ambient condition. Oxidative dissolution and mild reducing action of H₂O₂ under an alkaline condition serve as principal reactions for the conversion process. Initial concentration of AgNSs, mole ratio of H₂O₂:AgNSs, H₂O₂ feed rate, and mixing efficiency are the key parameters for controlling the LSPR wavelengths of AgNPrs as the in-plane dipole plasmon resonance (IPDPR) can be selectively tuned across visible and near infrared regions (i.e., 460-850 nm). AgNPrs exhibited mixed geometries e.g. hexagonal, truncated triangular, and rounded-tip triangular prisms, and circular disk with the average bisector lengths in the range of 30 to 120 nm and the thickness of 10 to 20 nm. Concentrated AgNPrs with a final concentration up to 11 mM can be produced. "Blue" AgNPrs with edge length in the range of 80-120 nm exhibited the antibacterial activities against various tested bacteria with minimum inhibition concentration (MIC) of 5 ppm. They can also be incorporated in moist wound dressing composed of nanobiocellulose fibers. The efficiency of the developed antiseptic wound dressing was clinically approved for the cavity wounds.

วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอวิธีการแบบใหม่ในการสังเคราะห์คอลลอยด์น้ำของปริซึมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินที่สามารถควบคุมสมบัติโลคัลไลซ์เซอร์เฟซพลาสมอนเรโซแนนซ์ได้ด้วยวิธีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของอนุภาคทรงกลมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินโดยสารละลายไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ กระบวนการเปลี่ยนแปลงรูปร่างสามารถทำได้โดยการฉีดสารละลายไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์เข้าไปในคอลลอยด์น้ำของอนุภาคทรงกลมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินที่มีแป้งเป็นสารช่วยเสถียร การกัดกร่อนผิวผลึกด้วยปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันอย่างอ่อนของไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ในสภาวะสารละลายที่เป็นด่างเป็นสองปฏิกิริยาเคมีหลักที่ใช้ในการควบคุมการโตของผลึกในระดับนาโนเมตร ความเข้มข้นเริ่มต้นของอนุภาคทรงกลมระดับนาโนเมตรของโลหะเงิน อัตราส่วนโดยโมลระหว่างไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์และอนุภาคทรงกลมระดับนาโนเมตรของโลหะเงิน อัตราเร็วในการฉีดสารละลายไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ และประสิทธิภาพของการผสมสาร เป็นตัวแปรการทดลองสำคัญที่ควบคุมค่าความยาวคลื่นคัลไลซ์เซอร์เฟซพลาสมอนเรโซแนนซ์ในช่วงวิซิเบิลจนถึงเนียร์อินฟราเรด (460-850 นาโนเมตร) ของปริซึมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินที่สังเคราะห์ได้ ปริซึมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินมีรูปร่างเป็นแบบแผ่นกลมแบน หกเหลี่ยม สามเหลี่ยมยอดตัด หรือ สามเหลี่ยมปลายมน โดยมีความยาวด้านข้างอยู่ในช่วง 30 ถึง 120 นาโนเมตร และมีความหนาในช่วง 10 ถึง 20 นาโนเมตร ปริซึมระดับนาโนเมตรของโลหะเงินแสดงสมบัติต่อต้านเชื้อแบคทีเรียหลายชนิดโดยมีค่าความเข้มข้นที่ต่ำที่สุดสำหรับการยับยั้งการเจริญของเชื้ออยู่ที่ 5 ส่วนในล้านส่วน สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาผ้าปิดแผลปลอดเชื้อประสิทธิภาพสูงที่มีส่วนประกอบหลักเป็นเส้นใยนาโนไบโอเซลลูโลสได้