Een pittige zilveren voering

Opvallende thermische en elektrische eigenschappen maken zilveren nanodeeltjes perfect voor optische en biosensoren. Een steeds populairder wordende toepassing van de nanodeeltjes is als antibacteriële coating. Zilveren nanodeeltjescoatings worden gebruikt in stoffen, schoenen, computertoetsenborden en orthopedische en andere biomedische apparaten.

Het proces van het synthetiseren van de zilveren nanodeeltjes omvat chemische reductie van zilvernitraatzout (AgNO₃). Een paar reagentia breekt de AgNO af₃ moleculen, waarbij zilverionen vrijkomen die worden “gereduceerd” door de acceptatie van elektronen. Dit bevordert de vorming van zilveren nanodeeltjes. Er wordt echter gemeld dat de reagentia giftige eigenschappen hebben, dus sinds het begin van de jaren 2000 is er gezocht naar milieuvriendelijke methoden om zilvernitraat en andere metalen nanodeeltjes, waaronder goud en platina, te verminderen.

Onderzoekers David Omar Oseguera-Galindo en Eden Oceguera-Contreras, beiden van de Universiteit van Guadalajara, Mexico, en Dario Pozas-Zepeda van de Universiteit van Colima, Mexico, bestudeerden onlangs het effect van habanero-peper bij de synthese van zilveren nanodeeltjes. Hun onderzoek, gepubliceerd in de Journal of Nanophotonics, resulteerde in een eenvoudige, goedkope, milieuvriendelijke methode om zilveren nanodeeltjes te verkrijgen.

Habaneros werden niet alleen gekozen vanwege hun gehalte aan antioxidanten, maar ook vanwege hun economisch belang als traditioneel gewas in Mexico. Eerdere studies toonden aan dat een hoge antioxidantcapaciteit de vorming van de nanodeeltjes bevorderde. Andere planten, zoals aloë vera, kokosextract, groene thee, ananas en knoflookteentjes, zijn gebruikt bij de synthese van nanodeeltjes.

De onderzoekers maten de pH en het oxidatiereductiepotentieel – het vermogen van een molecuul om elektronen te winnen of te verliezen – in realtime om de kinetische prestaties van de nanodeeltjes te verklaren. Ze stelden ook een verklaring voor over hoe de biomoleculen de vorming van nanodeeltjes kunnen beïnvloeden. Habanero-peper heeft een antioxidantmechanisme ontwikkeld dat het effect van oxidatieve stress vermindert. De antioxidanten zijn essentieel voor het stabiliseren van moleculen door het verminderen en wegvangen van elektronen.

“Het nieuwe van dit onderzoek is dat het een schema biedt van de vorming van zilveren nanodeeltjes door de biosynthesemethode”, zei Oseguera-Galindo. “In dit schema is een mogelijk mechanisme van de biomoleculen opgenomen en het effect ervan in de reductie van zilverionen om de vorming van nanodeeltjes te bevorderen.”

Experimentele resultaten toonden aan dat monsters bereid waren met 0,001 M en 0,005 M AgNO₃ leverde deeltjes op met een gemiddelde grootte van 19,3 en 26,4 nm. De nanodeeltjes bereid met 0,005 M hadden een absorptiepiek die verschoven was naar een grotere golflengte, wat verwacht werd omdat deze nanodeeltjes ook een grotere gemiddelde grootte hadden.

In een tweede experiment gebruikten de onderzoekers verschillende concentraties habanero (10, 50 en 100 ml), waarbij ze het pH- en oxidatiereductiepotentieel bewaakten. Het monster van 100 ml had de meest intense absorptiepiek en de hoogste pH-daling, wat wijst op de meeste productie van nanodeeltjes. Dit monster had meer biomoleculen, consistent met meer protonverwijdering, waardoor het aantal elektronen dat beschikbaar is voor de reductie van zilverionen zou toenemen.

Dankzij deze groene methode om zilveren nanodeeltjes te synthetiseren, kunnen habanero-pepers binnenkort worden gebruikt om de antimicrobiële zilveren nanodeeltjes te synthetiseren in je volgende hardloopshort of die volgende straal antibacteriële handdesinfecterend middel, zonder toxische effecten.