Кинетика роста оксидной пленки и формирования core/shell–структур в наночастицах меди, полученных методом индукционной потоковой левитации

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Для синтеза наночастиц меди использован метод индукционной потоковой левитации. Изучена кинетика роста оксидной пленки на медных наночастица, что важно для понимания механизмов их пассивации и стабилизации. Исследовано влияние соотношения хладагента и окислителя на скорость роста оксидной пленки, что позволяет контролировать морфологию и состав наночастиц. Также проведено исследование старения медных наночастиц в течение 6 месяцев для оценки их устойчивости к окислению и агрегации.

About the authors

A. N. Markov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Email: markov.art.nik@gmail.com
Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. A. Kapinos

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

E. S. Dokin

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

P. P. Grachev

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. V. Emelyanov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

V. A. Medov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. N. Petukhov

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. A. Golovacheva

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

A. V. Vorotyntsev

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Avenue, 23, building 2, Nizhny Novgorod, 603950 Russia

References

  1. Narayanan R., El-Sayed M.A. Shape-Dependent Catalytic Activity of Platinum Nanoparticles in Colloidal Solution // Nano Lett. 2004. V. 4. № 7. P. 1343–1348. https://doi.org/10.1021/nl0495256
  2. Moura D., Souza M.T., Liverani L., Rella G., Luz G.M., Mano J.F., Boccaccini A.R. Development of a Bioactive Glass-Polymer Composite for Wound Healing Applications // Mater. Sci. Eng., C. 2017. V. 76. P. 224–232. https://doi.org/10.1016/J.MSEC.2017.03.037
  3. Banerjee K., Das S., Choudhury P., Ghosh S., Baral R., Choudhuri S.K. A Novel Approach of Synthesizing and Evaluating the Anticancer Potential of Silver Oxide Nanoparticles in vitro // Chemotherapy. 2017. V. 62. P. 279–289. https://doi.org/10.1159/000453446
  4. Gomez-Romero P. Hybrid Organic-Inorganic Materials – in Search of Synergic Activity // Adv. Mater. 2001. V. 13. № 3. P. 163–174. https://doi.org/10.1002/1521-4095(200102)13:3 <163::AID-ADMA163>3.0.CO;2-U
  5. Shaikh S.F., Mane R.S., Min B.K., Hwang Y.J., Joo O.S. D-Sorbitol-Induced Phase Control of TiO2 Nanoparticles and Its Application for Dye-Sensitized Solar Cells // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 1–10. https://doi.org/10.1038/srep20103
  6. Gracias D.H., Tien J., Breen T.L., Hsu C., Whitesides G.M. Forming Electrical Networks in Three Dimensions by Self-Assembly // Science. 2000. V. 289. P. 1170–1172. https://doi.org/10.1126/science.289.5482.1170
  7. Pacioni N.L., Borsarelli C.D., Rey V., Veglia A.V. Synthetic Routes for the Preparation of Silver Nanoparticles // Eng. Mater. 2015. P. 13–46. https://doi.org/10.1007/978-3-319-11262-6_2
  8. Ahmed S., Ahmad M., Swami B.L., Ikram S. A Review on Plants Extract Mediated Synthesis of Silver Nanoparticles for Antimicrobial Applications: a Green Expertise // J. Adv. Res. 2016. V. 7. P. 17–28. https://doi.org/ 10.1016/j.jare.2015.02.007
  9. Ozyurt D., Al Kobaisi M., Hocking R.K., Fox B. Properties, Synthesis, and Applications of Carbon Dots: a Review // Carbon Trends. 2023. V. 12. P. 1–27. https://doi.org/10.1016/j.cartre.2023.100276
  10. Swathy B. A Review on Metallic Silver Nanoparticles // IOSR J. Pharm. 2014. V. 4. P. 38–44. https://doi.org/10.9790/3013-0407038044
  11. Priyadarshana G., Kottegoda N., Senaratne A., De Alwis A., Karunaratne V. Synthesis of Magnetite Nanoparticles by Top-Down Approach from a High Purity Ore // J. Nanomater. 2015. P. 1–8. https://doi.org/10.1155/2015/317312
  12. Griffiths W.D., Caden A.J., Chen Q. Effects of Transition Metal Additions on Double-Oxide Film Defects in an Al–Si–Mg Alloy // Mater. Sci. Technol. 2017. V. 33. P. 2212–2222. https://doi.org/10.1080/02670836.2017.1346911
  13. Takrori F.M., Ayyad A. Surface Energy of Metal Alloy Nanoparticles // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 401. P. 65–68. https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2016.12.208
  14. Nath S., Jana S., Pradhan M., Pal T. Ligand-Stabilized Metal Nanoparticles in Organic Solvent // J. Colloid Interface Sci. 2010. V. 341. P. 333–352. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2009.09.049
  15. Liu X., Ortega-Guerrero A., Domingues N.P., Pougin M.J., Smit B., Hosta-Rigau L., Oostenbrink C. Stability Assessment in Aqueous and Organic Solvents of Metal–Organic Framework PCN333 Nanoparticles Through a Combination of Physicochemical Characterization and Computational Simulations // Langmuir. 2024. V. 40. № 42. P. 21976–21984. https://doi.org/10.1021/ACS.LANGMUIR.4C01684
  16. Denicourt-Nowicki A., Mordvinova N., Roucoux A. Metal Nanoparticles in Water: a Relevant Toolbox for Green Catalysis // Nanopart. Cat.: Adv. Synth. Appl. 2021. P. 43–71. https://doi.org/10.1002/9783527821761.CH3
  17. Mayer A.B.R. Colloidal Metal Nanoparticles Dispersed in Amphiphilic Polymers // Polym. Adv. Technol. 2001. V. 12. P. 96–106. https://doi.org/10.1002/1099–1581(200101/02)12:1/ 2<96::aid-pat943>3.0.co;2-g
  18. Sidorov S.N., Bronstein L.M., Valetsky P.M., Hartmann J., Cölfen H., Schnablegger H., Antonietti M. Stabilization of Metal Nanoparticles in Aqueous Medium by Polyethyleneoxide–Polyethyleneimine Block Copolymers // J. Colloid Interface Sci. 1999. V. 212. № 2. P. 197–211. https://doi.org/10.1006/JCIS.1998.6035
  19. Gromov A., Il’in A., Teipel U., Pautova J. Passivation of Metal Nanopowders // Blackwell: Wiley, 2014. V. 6. P. 133–152. https://doi.org/10.1002/9783527680696
  20. Sharaf E.M., Hassan A., AL-Salmi F.A., Albalwe F.M., Albalawi H.M.R., Darwish D.B., Fayad E. Synergistic Antibacterial Activity of Compact Silver/Magnetite Core-Shell Nanoparticles Core Shell Against Gram-Negative Foodborne Pathogens // Front. Microbiol. 2022. V. 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.929491
  21. Matlou G.G., Abrahamse H. Metallic Core-Shell Nanoparticles as Drug Delivery Vehicles in Targeted Photodynamic Therapy of Cancer // Handbook of Oxidative Stress in Cancer. Singapore: Springer, 2022. V. 1. P. 1245–1260. https://doi.org/10.1007/978-981-16-5422-0_208
  22. Verma J., Geng Y., Wang J., Goel S. Fabrication and Testing of a Multifunctional SiO2@ZnO Core-Shell Nanospheres Incorporated Polymer Coating for Sustainable Marine Transport // Sci. Rep. 2023 V. 13. Р. 12321. https://doi.org/10.1038/s41598-023-39423-9
  23. Kang B.K., Choi Y.J., Choi H.W., Bin Kwon S., Kim S., Kim Y.J., Park J.S., Yang W.S., Yoon D.H., Ryu W.H. Rational Design and In-Situ Formation of Nickel–Cobalt nitride Multi-Core/Hollow N-Doped Carbon Shell Anode for Li-ion Batteries // Chem. Eng. J. 2021. V. 420. № 1. P. 129630. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.129630
  24. Singh C., Mehata A.K., Priya V., Malik A.K., Setia A., Suseela M.N.L., Vikas M.N.L, Gokul P., Samridhi P., Singh S.K., Muthu M.S. Bimetallic Au–Ag Nanoparticles: Advanced Nanotechnology for Tackling Antimicrobial Resistance // Molecules. 2022. V. 27. № 20. P. 7059. https://doi.org/10.3390/molecules27207059
  25. Isa S.Z.M., Zainon R., Tamal M. State of the Art in Gold Nanoparticle Synthesisation Via Pulsed Laser Ablation in Liquid and Its Characterisation for Molecular Imaging: a Review // Materials. 2022. V. 15. № 24. P. 875. https://doi.org/10.3390/ma15030875
  26. Kapinos A.A., Markov A.N., Petukhov A.N., Otvagina K.V., Kazarina O.V., Vorotyntsev A.V. Direct Synthesis of Copper and Copper Oxide Nanoparticles from Bulk Materials by the Induction Flow Levitation Technique // Inorg. Mater. 2022. V. 58. P. 931–938. https://doi.org/10.1134/S0020168522090060
  27. Markov A.N., Vorotyntsev A.V., Kapinos A.A., Petukhov A.N., Pryakhina V.I., Kazarina O.V., Atlaskin A.A., Otvagina K.V., Vorotyntsev V.M., Vorotyntsev I.V. Direct Synthesis of Al, Mg, Ni, and Ti Nanoparticles by Induction Flow Levitation Technique // ACS Sustainable Chem. Eng. 2022. V. 10. № 24. P. 7929–7941. https://doi.org/10.1021/ACSSUSCHEMENG.2C00940

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».