University of Kerbala
أ.د. حميدة عيدان سلمان و م.م ميس احمد كاظم
كلية التربية للعلوم الصرفة / قسم الكيمياء
أصبح مصطلح الجسيمات النانوية وتقنية النانو شائعاً في الوقت الحاضر ومنتشراً بشكل واسع. ولكنه لا يزال بحاجة لتعريف واضح. إن الجسيمات النانوية هي جسيمات صلبة بحجم ضمن نطاق من 10-1000 نانومتر(1).أما تقنية النانو فتشير إلى أي تقنية يتم تنفيذها على المستوى النانوي حيث يتم إعادة هيكلة المادة على المستويين الذري والجزيئي بحجم ضمن النطاق 1 – 100 نانومتر(2). تدخل هذه التقنية في مجالات متعددة التخصصات ، وتغطي مجموعة واسعة ومتنوعة من العلوم من الهندسة وعلم الأحياء والفيزياء والكيمياء(3). عندما يتم تقليل أبعاد مادة من الحجم الكبير ، تظل الخصائص كما هي في البداية ، ثم تحدث تغييرات صغيرة وأخيرا عندما يكون الحجم أقل من 100 نانومتر ، يمكن أن تحدث تغييرات جذرية في الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة(2).
حققت تكنولوجيا النانو تقدمًا هائلاً على مدى العقود الماضية ، خاصتا بين عامي 2005 و 2010 حيث ازداد تطورها بشكل واضح ومضاعف عن السنين السابقة, في عدد المنتجات التي تحتوي أو تتطلب جسيمات نانوية لإنتاجها. هذا التطور تم دعمه من خلال خصائصها العامة الفريدة على وجه الخصوص حجم الجسيمات ، ومساحة السطح الواسعة ، الاستقرار الكيميائي العالي , التفاعل السطحي ، الشحنة ، والشكل بالنسبة لنظيراتها من الحجم الاعتيادي(.(4,5
تم تطوير تقنية النانو كاستراتيجية جديدة في مجال مضادات الميكروبات لوضع حد للميكروبات المقاومة ، تحتوي الجسيمات النانوية المعدنية مثل البلاتين والنحاس والفضة والذهب على مضادات للميكروبات ضد البكتيريا المسببة للفطريات و الأمراض المختلفة . وبشكل خاص امتلكت جسيمات الفضية النانوية تطبيقات واعدة في تكنولوجيا وطب النانو و تم الموافقة على نشاطها المبيد للجراثيم ضد الالتهابات البكتيرية وكذلك لها تأثيرات مضادة للفيروسات و الفطريات المسببة للأمراض المختلفة(6). من بين المعادن النانوية ، تم استخدام جسيمات الفضية النانوية منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر. لأن الفضة لها نشاط واسع الطيف كمضاد للميكروبات ضد مجموعة واسعة من الكائنات الدقيقة . حظيت الجسيمات النانوية الفضية باهتمام غير محدود بسبب خصائصها الاستثنائية مثل الثبات الكيميائي , النشاط التحفيزي والتوصيل الممتاز ، والأهم كمضاد للميكروبات و الفطريات تجاه الأنواع الفطرية مثل Aspergillus fumigatus , كذلك تُعرف الفضة بأنها غير سامة وغير ضارة لجسم الإنسان بتركيزات منخفضة ، على عكس الجسيمات النانوية المعدنية الأخرى(7).
تستخدم جسيمات الفضية النانوية حاليًا للتحكم في نمو البكتيريا في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، كدواء مطهر , ومضاد للجراثيم, مواد طب الأسنان ,علاج جروح الحروق والقسطرة, من المعروف أن أيونات Ag والمركبات القائمة على الفضة عالية السمية للكائنات الدقيقة ، تظهر تأثير مبيدات حيوية قوية على ما يصل إلى 12 نوعًا من البكتيريا)8,9(.استخدمت AgNPs على نطاق واسع كعوامل مضادة للبكتيريا في الصناعات الصحية وتخزين الأغذية وعدد من التطبيقات البيئية, حيث تمت الموافقة على المنتجات المصنوعة من جسيمات الفضة النانوية من قبل مجموعة من الهيئات المعتمدة ، بما في ذلك إدارة الغذاء والدواء الأمريكية ، معهد الاختبارات والبحوث الكوري للصناعة الكيميائية, وكالة حماية البيئة الأمريكية ومعهد(FITI) للاختبارات والبحوث(10).
كذلك تستخدم جزيئات الفضة النانوية كطلاء لمواد الفولاذ المقاوم للصدأ ، الأقمشة النسيجية ، ومعالجة المياه ، والمستحضرات الواقية من الشمس ،كونها تمتلك ثبات حراري عالي(11(.
تتميز الفضة النقية بتوصيلية كهربائية وحرارية عالية ، مما يجعلها خيارا شائعا في الإلكترونيات. تم استخدام جسيمات الفضية النانوية أو الأسلاك النانوية لتصنيع أقطاب الترانزستور ذات الأغشية الرقيقة ، معاجين وأحبار للوحات الدوائر المطبوعة ، أجهزة تخزين البيانات و إلكترونيات ضوئية ، ومواد تعتمد على البطاريات. بفضل حجمها الصغير للغاية ، تمتلك جسيمات الفضة النانوية مساحة سطح كبيرة ، والتي توفر لها طاقة سطحية عالية ومواقع تفاعلية كثيرة, تؤهل هذه الخصائص جسيمات الفضية النانوية باعتبارها واحدة من أكثر المواد الواعدة في التحفيز. كذلك تُستخدم في تطبيقات الاستشعار والتصوير ، بما في ذلك كشف الحمض النووي(12) .
ان جذب الاهتمام من قبل جسيمات الفضة لم يكن حديثا فقط حيث عرفت الخصائص الطبية للفضة منذ اكثر من 2000 عام, استخدمت الحضارات الرومانية واليونانية القديمة أوانيا من الفضية لحفظ مياه الشرب. اما حاليا فأصبحت AgNPsتدخل في العديد من المنتجات الاستهلاكية مثل : مطهر الهواء ,البخاخات والمناديل المبللة , والوسائد ,أجهزة التنفس ,المنظفات والصابون , معاجين الأسنان ,الشامبو ، فلاتر الهواء ، طلاء الثلاجات, الغسالات ، المكانس الكهربائية , أوعية تخزين الطعام والهواتف المحمولة وما إلى ذلك , كما تم تطوير العديد من طرق التوليف للحصول على جسيمات الفضة النانوية(13).
المصادر :
1- Mohanraj, V. J., & Chen, Y. (2006). Nanoparticles-a review. Tropical journal of pharmaceutical research, 5(1), 561-573.
2- Bhushan, B. (2017). Introduction to nanotechnology. In Springer handbook of nanotechnology (pp. 1-19). Springer, Berlin, Heidelberg.
3- Ferrari, M. (2005). Cancer nanotechnology: opportunities and challenges. Nature reviews cancer, 5(3), 161-171.
4- Bundschuh, M., Filser, J., Lüderwald, S., McKee, M. S., Metreveli, G., Schaumann, G. E., … & Wagner, S. (2018). Nanoparticles in the environment: where do we come from, where do we go to?. Environmental Sciences Europe, 30(1), 1-17.
5- Mayes A. K., Hamida E. S., & Hanaa A. A. (2019). Adsorption of Albumin and Creatinine on ZnO Nanoparticles. International Journal of Pharmaceutical Quality Assurance, 10(04), 689-695.
6- Shaker, M. A., & Shaaban, M. I. (2017). Synthesis of silver nanoparticles with antimicrobial and anti-adherence activities against multidrug-resistant isolates from Acinetobacter baumannii. Journal of Taibah University medical sciences, 12(4), 291-297.
7- Al-Zahrani, S. S. (2019). Silver nanoparticles (AgNPs) from plant extracts .Journal of Natural Sciences, Life and Applied Sciences, 3(2) , 95-70.
8- Kim, J. S., Kuk, E., Yu, K. N., Kim, J. H., Park, S. J., Lee, H. J., … & Cho, M. H. (2007). Antimicrobial effects of silver nanoparticles. Nanomedicine: Nanotechnology, biology and medicine, 3(1), 95-101.
9- Morones, J. R., Elechiguerra, J. L., Camacho, A., Holt, K., Kouri, J. B., Ramírez, J. T., & Yacaman, M. J. (2005). The bactericidal effect of silver nanoparticles. Nanotechnology, 16(10), 2346.
10- Abou El-Nour, K. M., Eftaiha, A. A., Al-Warthan, A., & Ammar, R. A. (2010). Synthesis and applications of silver nanoparticles. Arabian journal of chemistry, 3(3), 135-140.
11- Rai, M., Yadav, A., & Gade, A. (2009). Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnology advances, 27(1), 76-83.
12- Yu, S. J., Yin, Y. G., & Liu, J. F. (2013). Silver nanoparticles in the environment. Environmental Science: Processes & Impacts, 15(1), 78-92.
13- Khaydarov, R. R., Khaydarov, R. A., Estrin, Y., Evgrafova, S., Scheper, T., Endres, C., & Cho, S. Y. (2009). Silver nanoparticles. In Nanomaterials: Risks and Benefits (pp. 287-297). Springer, Dordrecht.
