ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ СВОЙСТВ КОЛЛОИДОВ СЕРЕБРА, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ЗЕЛЕНОГО СИНТЕЗА

STUDY OF ELECTROKINETIC PROPERTIES OF SILVER COLLOIDS OBTAINED BY GREEN SYNTHESIS METHOD

Demina Angelina Evgenievna

Student, Department of Chemistry, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

Gerasimova Sofia Pavlovna

Student, Department of Chemistry, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

Nikishina Maria Borisovna

PhD in Chemistry, Associate Professor, Department of Chemistry, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

Ivanova Evgenia Vladimirovna

PhD in Chemistry, Associate Professor, Department of Chemistry, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

Atroshchenko Yuri Mikhailovich

Doctor of Chemistry, Professor, Department of Chemistry, Tula State Lev Tolstoy Pedagogical University,

Russia, Tula

АННОТАЦИЯ

Цель данного исследования –изучение влияния температурно-временных режимов экстракции листьев крапивы двудомной (Urticadioica) и степени разбавления вытяжки растительного сырья на электрокинетический потенциал (дзета-потенциал) синтезированных коллоидов серебра.

ABSTRACT

The purpose of this study is to investigate the effect of temperature-time regimes of Urtica dioica (stinging nettle) leaf extraction and the dilution degree of the plant extract on the electrokinetic potential (zeta-potential) of synthesized silver colloids.

Ключевые слова: зеленый синтез, наночастицы серебра, крапива двудомная, Urticadioica, дзета-потенциал, электрокинетические свойства, коллоидная стабильность.

Keywords: green synthesis, silver nanoparticles, stinging nettle, Urtica dioica, zeta-potential, electrokinetic properties, colloidal stability.

«Зеленый» синтез наночастиц металлов на основе экстрактов Urticadioica является экологически перспективным методом получения биосовместимых коллоидных систем [1, 2, 7].

Навеску измельченных высушенных листьев крапивы двудомной массой 11,11 г заливали100 мл дистиллированной воды [3, 6]. Экстракцию проводили при постоянном перемешивании в четырех параллельных температурно-временных режимах:

1. 100ºС, 6 часов с обратным холодильником;
2. 70ºС, 6 часов;
3. 70ºС, 24 часа;
4. 25ºС, 24 часа.

Полученные растворы фильтровали и центрифугировали, после чего разбавляли в 10, 100 и 1000 раз по объему.

Для синтеза наночастиц серебра в 50 мл раствора AgNO₃ (С=0,001 моль/л), при постоянном перемешивании в течение 10 минут по каплям вводили 8,5 мл соответствующего образца экстракта [3, 6]. Электрокинетические свойства полученных систем исследовали через 24 часа после начала процессов коллоидообразования. Измерение дзета-потенциалазолей выполняли на анализаторе ColloidMetrixStabino II [4, 5].

Результаты измерения электрокинетического потенциала коллоидных систем серебра представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Значения дзета-потенциала синтезированных дисперсных частиц серебра

Максимальное разведение фитоэкстракта (1:1000) во всех сериях эксперимента вызывает рост модуля дзета-потенциала до диапазона от –30,4 до –43,7 мВ вследствие падения ионной силы и расширения диффузного слоя ДЭС. Напротив, концентрированные золи электростатически нестабильны (дзета-потенциал от –9,4 до –11,7 мВ), но сохраняют седиментационную устойчивость более суток за счет стерического экранирования объемными биополимерами крапивы. Оптимальным режимом для синтеза коллоидов является 25 °C/24 ч с разбавлением 1:1000. При этих условиях значение потенциала достигает минимального значения –43,7 мВ благодаря сохранности нативных полифенолов. Суточный нагрев экстракта (70 °C) инициирует деструкцию и окисление органических компонентов, снижая предельный потенциал системы до минимальных –30,4 мВ.

Таким образом, установлена зависимость стабильности коллоидов серебра от режимов экстракции и разбавления Urticadioica. Снижение ионной силы среды обеспечивает переход от пространственно-стерического механизма устойчивости к электростатическому. Полученные результаты позволяют оптимизировать фитосинтез для получения высокодисперсных золей с заданным поверхностным зарядом.

Список литературы:

1. Панкратов, Д. А. «Зеленый» синтез наночастиц металлов / Д. А. Панкратов, Ю. А. Шаблин // Журнал неорганической химии. – 2021. – Т. 66, № 8. – С. 1043–1058.
2. Салазкин, Н. С. «Зеленый» синтез наночастиц серебра с использованием экстрактов листьев бадана, можжевельника и ревеня / Н. С. Салазкин, С. Д. Хижняк, П. М. Пахомов // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. – 2026. – № 1. – С. 43–58.
3. Alshatwi, A. A. Biomimetic Synthesis of Silver Nanoparticles Using Ethyl Acetate Extract of Urtica dioica Leaves / A. A. Alshatwi, J. Santhanam, P. Subash-Babu // Microorganisms. – 2022. – Vol. 10, № 4. – Art. 789.
4. Delgado, A. V. Measurement and formulation of elektrokinetic properties / A. V. Delgado, F. Gonzalez-Caballero, R. J. Hunter [et al.] // Pure and Applied Chemistry. – 2005. – Vol. 77, № 10. – P. 1753–1805.
5. Deryagin, B. V. Theory of Stability of Colloids and Thin Liquid Films / B. V. Deryagin. – New York : Plenum Press, 1989. – 285 p.
6. Jyoti, K. Characterization of silver nanoparticles synthesized using Urtica dioica Linn. leaves and their synergistic effects with antibiotics / K. Jyoti, M. Baunthiyal, A. Singh // Journal of Radiation Research and Applied Sciences. – 2016. – Vol. 9, № 1. – P. 105–112.
7. Singh, M. P. Synthesis of Green Engineered Silver Nanoparticles through Urtica dioica: An Inhibition of Microbes and Alleviation of Cellular and Organismal Toxicity / M. P. Singh, S. Shabir, A. S. Deopa [et al.] // International Journal of Molecular Sciences. – 2022. – Vol. 23, № 24. – Art. 16124.