Экологичный синтез наночастиц серебра с использованием экстракта арники для систем фильтрации воздуха

Исследователи из Федерального университета Сан-Карлуса (UFSCar) и Университета Сан-Паулу (USP) в Бразилии разработали экологически ответственный метод получения наночастиц серебра (НЧС). В основе этого метода лежит использование экстракта бразильской арники в качестве природного восстановителя, что представляет собой значительный шаг в развитии зеленой нанотехнологии.

Данный подход, известный как «зеленый синтез», заменяет традиционно используемые токсичные реагенты и опасные растворители, применяемые при производстве этих востребованных антимикробных агентов. Это существенно снижает негативное воздействие на окружающую среду. Методология, на которую уже подана заявка на патент, активно переводится в стадию практического внедрения, в частности, для усовершенствования систем фильтрации воздуха. Потенциал технологии заключается в повышении уровня гигиены в критически важных объектах, включая медицинские учреждения по всему миру.

Наночастицы серебра давно признаны за их мощные антимикробные свойства; ежегодно производится около 500 тонн этих наноматериалов с ожидаемым постоянным ростом производства. В основе исследования лежит задействование естественной восстановительной способности растения арники, которое в традиционной медицине известно своими противовоспалительными характеристиками. Растение арника, часто Arnica montana, произрастающее в горных регионах Европы и Северной Америки, содержит лактоны, которые, как предполагается, подавляют фактор NF-kB, ключевой элемент воспалительных процессов.

Применение растительных экстрактов для синтеза НЧС является частью более широкого тренда «зеленой химии», направленного на нивелирование недостатков химических методов, требующих большого количества неэкологичных реагентов. В отличие от химического синтеза, где часто используются боргидрид натрия или цитрат, зеленый синтез задействует биоактивные вещества, такие как флавоноиды, полифенолы и аминокислоты, содержащиеся в растениях, для восстановления ионов серебра до металлических наночастиц.

Исследования показывают, что концентрация растительного экстракта и соли серебра, а также длительность процесса критически влияют на кинетику образования НЧС, их размер и морфологию. Например, в одном из исследований с использованием экстрактов ромашки (Matricaria chamomilla) и календулы (Calendula officinalis) размер полученных частиц составлял от 2 до 40 нанометров, а их электронные дифрактограммы соответствовали гранецентрированной кубической решетке серебра.

В контексте систем фильтрации воздуха, где гигиена имеет первостепенное значение, внедрение устойчиво полученных НЧС может обеспечить долгосрочную защиту. Наночастицы серебра демонстрируют широкий спектр противомикробной и противогрибковой активности благодаря их способности прикрепляться к клеточной стенке микроорганизмов и нарушать ее функционирование, что подтверждено их клиническим применением в хирургии и стоматологии. Разработка бразильских ученых из USP и UFSCar демонстрирует интеграцию природных ресурсов в передовые нанотехнологии для создания более безопасных и устойчивых промышленных решений.