Preparation and antibacterial properties of aluminium oxide and silver nanocomposites

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This work has demonstrated the possibility of obtaining dispersed nanocompositions based on aluminium oxide and metallic silver. The compositions can be obtained in a single reaction cycle using precursors in the form of aqueous solutions containing aluminium and silver nitrates and an organic component: polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, glycine, glycerol. Electron microscopy and X-ray studies have shown that silver nanoparticles are in contact with the surface of alumina aggregates containing phases of hydrated aluminium oxide, α-Al2O3, low temperature modifications of aluminium oxide. The absence of photocatalytic activity of the samples in the degradation reactions of methyl orange dye is shown. At the same time, the obtained samples of compositions possess antibacterial properties acceptable for practical application. The samples obtained from precursors with polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone, subjected to a final heat treatment at a temperature of 850 °C for 8 hours, had the best characteristics in this respect during experiments on cultures of Escherichia coli (E. coli).

Full Text

Введение

В настоящее время большое внимание в мире уделяется исследованию наноразмерных частиц серебра [1–5], обладающих высокими бактерицидными свойствами, а также разработке методов получения наночастиц [5–9]. Такие наночастицы могут быть использованы в качестве наружного и местного обеззараживающего средства, в том числе в составе различных композиций с органическими и неорганическими материалами, а также вводиться во внутренние среды организма. Cущественное влияние на целевые антибактериальные свойства наночастиц серебра и их взаимодействие с живыми средами оказывают такие факторы, как их размер и морфология, подобная корреляция также активно исследуется в данное время [2]. Варьирование физических и химических методов и условий получения наночастиц приводит к большим различиям формы таких частиц. Биомедицинское использование наночастиц серебра не исчерпывается вышесказанным, они могут применяться и в области спектроскопических исследований биологических объектов [7, 10].

Одним из достаточно простых в реализации и управляемых методов получения оксидных наноструктурированных материалов [11, 12] различного состава и структурного типа, в том числе содержащих наночастицы металлического серебра [13], является синтез в реакциях горения нитрат-органических прекурсоров [14–22] (Solution Combustion Synthesis – SCS). Поэтому в настоящей работе изучена возможность получения наноразмерных частиц серебра указанным методом. При этом с целью предотвращения самоагрегации наночастиц серебра было принято решение использовать носитель. В качестве носителя были выбраны керамические частицы, поскольку они по многим показателям не уступают другим носителям фармацевтических препаратов (металлы, природные и синтетические полимеры) и имеют ряд преимуществ [23]. Так, твердые частицы могут легко перемещаться в различных системах организма, таких как кровеносные сосуды, пищеварительный тракт, проходить сквозь клеточные мембраны и т.д., доставляя лекарственные препараты не хуже их полимерных аналогов [24]. Керамические частицы обладают большим соотношением площади поверхности к объему, что обеспечивает высокую загрузку препаратом, его постепенное высвобождение и пролонгированное действие [25]. К уникальным свойствам таких носителей относятся устойчивость к биодеградации, стабильность в организме человека при изменении pH и температуры, биосовместимость [23]. Кроме того, процесс производства керамических частиц является более легким, недорогим и быстрым. Достижения в области нанотехнологий позволяют производить керамические частицы высокой чистоты, с большим соотношением площади поверхности к объему, а также контролировать размер, форму и пористость частиц [26]. Наноструктурированный оксид алюминия удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям. Он обладает такими свойствами, как химическая инертность в среде организма, устойчивость к окислению и коррозии, механическая прочность, стабильность, низкая токсичность и биосовместимость, что позволяет рассматривать его в качестве перспективного носителя для лекарственных препаратов, в том числе антибактериальных [26]. Существует множество методов получения наноструктурированного оксида алюминия [27–29]. Кроме того, имеется возможность получения композита, включающего наночастицы серебра и оксид алюминия в одном цикле при использовании метода синтеза в реакциях горения, что существенно упрощает технологию и экономит время. Также нанокомпозиции оксид алюминия–серебро рассматриваются в качестве наполнителей для волокон антибактериальной ткани и в качестве антибактериальных препаратов. Следовательно, получение такой гибридной системы простым и доступным способом позволит расширить возможности биомедицинского использования композитов, включающих наночастицы серебра. Синтез оксида алюминия в дисперсном состоянии в реакциях горения изучен нами ранее [30]. Полученные порошки содержали фазы частично гидратированного оксида алюминия состава Al10O15 · H2O и (Al2O3)4 · H2O (акдалит) [30] и были использованы в качестве наноразмерной добавки для снижения температуры спекания технической керамики на основе оксида алюминия. Следует отметить, что оксид алюминия относится к биосовместимым материалам, применяемым, например, в стоматологии и других областях медицины. Имеющиеся данные по цитотоксичности агрегатов частиц оксида алюминия, в частности по отношению к опухолевым клеткам, касаются главным образом систем, где присутствуют его тонкие нанолисты [31, 32].

Цель настоящей работы – изучение возможности и особенностей синтеза нанокомпозиций оксид алюминия–серебро в одном реакционном цикле, а также исследование влияния состава исходных нитрат-органических прекурсоров на морфологию и бактерицидные свойства получаемых серебросодержащих нанокомпозиций.

Экспериментальная часть

Для синтеза нанокомпозиций оксид алюминия–серебро в качестве прекурсоров использовали исходные водные растворы, содержащие нитрат алюминия Al(NO3)3 · 9H2O, нитрат серебра AgNO3 (оба квалификации “ч. д. а.”), поливиниловый спирт (ПВС, среднемолекулярный 11/2 ГОСТ 10779-78, вязкость 4%-ного водного раствора при комнатной температуре 11 сПз (0.011 Па ∙ с), количество остаточных ацетатных групп 2%, молекулярная масса 44000), поливинилпирролидон (ПВП, молекулярная масса 40000, Sigma-Aldrich, PVP40, CAS 9003-39-8), глицин марки “х. ч.” и глицерин квалификации “ч. д. а.”. Прекурсор был рассчитан на получение композиции, содержащей 90 мас. % оксида алюминия и 10 мас. % металлического серебра. Стехиометрическое соотношение органического компонента и нитратов было рассчитано исходя из реакций горения (1)–(8) с образованием в качестве газообразных продуктов азота, диоксида углерода, паров воды:

2Al(NO3)3 + 3(C2H4O) =

= Al2O3 + 6CO2 + 3N2 + 6H2O, (1)

10AgNO3 + 6(C2H4O) =

= 10Ag + 12CO2 + 5N2 + 12H2O, (2)

62Al(NO3)3 + 30(C6H9NO) =

= 31Al2O3 + 180CO2 + 108N2 + 135H2O, (3)

62AgNO3 + 12(C6H9NO) =

= 62Ag + 72CO2 + 37N2 + 54H2O, (4)

6Al(NO3)3 + 10C2H5NO2 =

= 3Al2O3 + 20CO2 + 14N2 + 25H2O, (5)

6AgNO3 + 4C2H5NO2 =

= 6Ag + 8CO2 + 5N2 + 10H2O, (6)

14Al(NO3)3 + 15C3H8O3 =

= 7Al2O3 + 45CO2 + 21N2 + 60H2O, (7)

14AgNO3 + 6C3H8O3 =

= 14Ag + 18CO2 + 7N2 + 24H2O. (8)

При написании реакций и в расчетах не учитывали молекулярный кислород воздуха, поскольку данные реакции горения могут протекать при его отсутствии за счет внутреннего окислителя в прекурсоре (нитрат). Кроме того, даже при проведении реакции на воздухе часть прекурсора, которая находится не на поверхности и плотно прилегает к стенкам реактора, не имеет доступа к кислороду окружающего воздуха. Поэтому для описания подобных окислительно-восстановительных реакций (горения прекурсоров) с внутренним окислителем и “топливом” могут быть использованы в различной степени формализованные реакции [33], в которых нитратная часть композиции кислой природы учитывается как азотная кислота. Для приготовления прекурсоров отдельно готовили два рабочих раствора, содержащих нитраты соответствующих металлов и органический компонент. Растворы нитратов металлов готовили путем растворения рассчитанных по реакции горения навесок в дистиллированной воде. Растворы полимерных компонентов (концентрация ПВС или ПВП 5 и 10 мас. % соответственно) готовили при нагревании на водяной бане. Растворы глицина и глицерина получали растворением рассчитанных по реакции горения навесок в дистиллированной воде. При этом промежуточные концентрации растворов не определяли. После смешивания раствора нитратов и раствора одного из органических компонентов общий раствор доводили до метки 250.0 см3 дистиллированной водой. Сжигание прекурсоров проводили в фарфоровых чашках при нагревании на электрической плите для инициации процесса горения. В зависимости от типа органического компонента температура начала горения варьировалась в диапазоне 200–250°C. Окончательную термообработку осуществляли в высокотемпературной печи. На первом этапе проводили обжиг в течение 8 ч при температуре 650°С. Далее каждый из полученных образцов был разделен на две части. Первую часть исследовали без дополнительной термообработки, вторую часть образцов дополнительно выдерживали при температуре 850°С в течение 8 ч с целью изучения влияния температуры окончательной термообработки на фазовый состав, размер и морфологию частиц композита. Рентгенофазовый анализ образцов проводили на дифрактометре D8 Advance в CuKα-излучении в интервале углов 20° ≤ 2θ ≤ 80°. Электронную микроскопию образцов осуществляли с помощью сканирующего электронного микроскопа Jeol JSM 6390 с приставкой JED 2300.

Для оценки антибактериальной активности навеску образца, перетертого в ступке и просеянного через сито, вносили непосредственно в среду для культивирования перед автоклавированием. Образец сравнения – нитрат серебра – вносили после автоклавирования перед разливом сред, когда температура составляла 6–50°С. Для экспериментов брали питательную среду LB без хлорида натрия (10 г/л триптона и 5 г/л дрожжевого экстракта) из 1.5%-ного агар-агара. Автоклавирование проводили в течение 20 мин при 115°С. Использовали культуру кишечной палочки (E. coli), штамм TG-2. Ночную культуру бактерии разводили в 108 раз, после чего 50 мкл разведенной бактериальной суспензии втирали шпателем Дригальского в тестируемую среду – 20 мл в чашке Петри диаметром 10 см. На следующий день проводили подсчет выросших колоний (на участках 3 × 3 см). Измерения повторяли 5 раз. Достоверность отличий от контрольного варианта без введения порошкового образца или нитрата серебра определяли с использованием непараметрического U-критерия Мана–Уитни. Фотографирование проводили на вторые сутки, чтобы колонии были более заметны. Оптимальный объем вносимой культуры и степень ее разведения были подобраны в предварительном эксперименте. Тестируемая концентрация ионов серебра и его наночастиц составляла 0, 0.4, 1.0 и 2.5 мМ/л с учетом его содержания в образцах 10 мас. %.

Результаты и обсуждение

В ходе проведенного синтеза образцов из прекурсоров с ПВС, ПВП, глицином и глицерином были получены дисперсные композиции оксид алюминия–серебро, содержащие частицы и наноструктурированные агрегаты на основе оксида алюминия, на поверхности которых находятся наночастицы серебра разной морфологии (рис. 1, 2). Ансамбли ассоциированных частиц на основе оксида алюминия имеют приемлемые для биомедицинского использования размеры (10–200 мкм), в ансамблях различимы отдельные частицы размером 1–5 мкм. Под биомедицинским использованием в данном случае подразумевается применение данных композитов в качестве наполнителей волокон антибактериальных тканей и местных антисептических препаратов. Указанный интервал размеров частиц (1–200 мкм) приемлем для использования композитов в указанных целях [34]. По данным рентгенофазового анализа, в основе наноструктурированных агрегатов помимо металлического серебра присутствуют такие Al-содержащие фазы, как гидратированный оксид алюминия [30], α-Al2O3, низкотемпературные модификации Al2O3. На микрофотографиях видно, что наночастицы серебра распределены по поверхности оксида алюминия, причем они плотно прилегают к этой поверхности. Размер и форма частиц серебра, а также характер их распределения по агрегатам частиц оксида алюминия в значительной степени зависят от органического компонента, используемого при синтезе. Так, для образцов, полученных из прекурсоров с ПВС и ПВП при 650 и 850oС (рис. 1а–1г, 2а–2г), частицы серебра имеют форму пластин, размер которых варьирует в диапазоне 1–10 мкм. В образце, полученном с глицерином при 850oС (рис. 2ж, 2з), пластины серебра имеют меньшие размеры и игольчатую форму. В образцах, при синтезе которых использовали глицин (рис. 1д, 1е, 2д, 2е), частицы серебра были сильно агрегированы на поверхности оксида алюминия, образуя агрегаты от 1–5 мкм. При увеличении температуры окончательной термообработки образцов с ПВС и глицерином размеры агрегатов частиц оксида алюминия и расположенных на них пластин серебра уменьшались, для образцов с ПВП и глицином – увеличивались. На микрофотографиях серебро выглядит более светлым. Помимо вышеописанных пластинчатых форм серебра в образцах присутствуют наноразмерные частицы более округлой формы (рис. 1, 2). Такие частицы имеют величину от 10 до 100 нм, что укладывается в общепринятые представления о наноразмерных объектах. Можно полагать, что наличие в полученном композиционном материале различных по морфологии и размеру образований металлического серебра способствует повышению бактерицидных свойств материала на разных этапах его воздействия на биологические среды. Наночастицы наименьших размеров обеспечивают необходимое быстрое действие на вредоносные бактерии в первые моменты контактирования с биологической средой, тогда как более крупные наночастицы могут поддерживать долгосрочную динамику пролонгированного бактерицидного воздействия. 

 

Рис. 1. СЭМ-изображения образцов Al2O3–Ag, синтезированных из прекурсоров с различными органическими компонентами: а, б – ПВС, 650oС; в, г – ПВП, 650oС; д, е – глицин, 650oС; ж, з – глицерин, 650oС. 

 

Рис. 2. СЭМ-изображения образцов Al2O3–Ag, синтезированных из прекурсоров с различными органическими компонентами: а, б – ПВС, 850oС; в, г – ПВП, 850oС; д, е – глицин, 850oС; ж, з – глицерин, 850oС.

 

Наличие наноразмерных частиц серебра и их равномерное распределение по поверхности частиц и агрегатов частиц оксида алюминия были определены с помощью энергодисперсионного анализа (рис. 3, 4).

 

Рис. 3. Результаты энергодисперсионного анализа образца Al2O3–Ag, ПВП, 650oС: а – CЭМ-изображение; карты распределения химических элементов: б – Al, в – Ag, г – O; д – энергодисперсионный спектр.

  

Рис. 4. Результаты энергодисперсионного анализа образца Al2O3–Ag, глицерин, 850oС: а – СЭМ-изображение; карты распределения химических элементов: б – Al, в – Ag, г – O; д – энергодисперсионный спектр.

 

Рентгенофазовый анализ образцов показал наличие металлического серебра (COD ID: 1100136) во всех исследуемых образцах (рис. 5). В образцах, термообработанных при температуре 650°С, можно предположить наличие смеси фаз гидратированного оксида алюминия (рис. 5а, 5б), тогда как для образцов, выдержанных при 850°С (рис. 5в, 5г), обнаружены такие Al-содержащие фазы, как гидратированный оксид алюминия [30], α-Al2O3 (COD ID: 1000017), низкотемпературные модификации Al2O3. К низкотемпературным модификациям оксида алюминия относятся γ-, η- и χ-Al2O3, получаемые при прокаливании при температуре 500–700°С бемита, байерита и гидраргиллита соответственно [31, 32, 35]. Разница между низкотемпературными модификациями оксида алюминия ничтожно мала, надежного метода идентификации не существует [36], поэтому в рамках данной работы содержание конкретных низкотемпературных модификаций не определяли. На экспериментальных рентгенограммах (рис. 5в, 5г) на возможность формирования высокотемпературной фазы α-Al2O3 указывают максимумы при значениях углов рассеяния ~25° и ~35°, нехарактерные для низкотемпературных модификаций [37]. На наличие модификаций шпинельного типа указывают нехарактерные для α-Al2O3 максимумы при ~34° и ~39° [38]. Появление максимума при ~20° (рис. 5г) свидетельствует о том, что часть атомов алюминия занимает “нешпинельные” позиции [38].

 

Рис. 5. Рентгенограммы образцов Al2O3–Ag, синтезированных из прекурсоров с различными органическими компонентами: а – ПВС, 650оС; б – ПВП, 650оС; в – ПВС, 850оС; г – ПВП, 850оС (штрихдиаграммами обозначены фазы металлического серебра (COD ID: 1100136) (черный), α-Al2O3 (COD ID: 1000017) (синий)).

 

Оценка антибактериальной активности полученных нанокомпозиций показала положительные результаты (рис. 6). Как и предполагалось, условия синтеза композиций влияют на их целевые свойства. Композиции, полученные из прекурсоров, содержащих ПВС и ПВП в качестве органического компонента, окончательная термообработка которых проводилась при температуре 850°С, обладают максимальными бактерицидными характеристиками, они подавляют рост колоний E. сoli аналогично нитрату серебра (табл. 1). Кроме того, при повышении температуры окончательной термообработки наблюдается повышение антибактериальной активности для всех композиций. Образцы оксида алюминия, полученные в аналогичных с данными композициями условиях, но не содержащие серебра, не обладают бактерицидной активностью в условиях проведенных экспериментов. Следует отметить, что в диапазоне температур термообработки получаемых образцов происходит дегидратация оксида алюминия, о чем свидетельствует появление его безводных форм. Нельзя исключить, что при этом происходит процесс формирования наиболее оптимальных по свойствам частиц оксида алюминия, имеющих форму пластин, как носителя высокодисперсного серебра. Частицы серебра в этом случае также приобретают форму нанопластин. Авторы [39] отмечают повышенную цитотоксичность частиц в виде нанопластин. В то же время более высокие температуры термообработки по мере приближения к температуре плавления серебра будут приводить к его самоагрегированию. Поэтому верхний диапазон был ограничен 850°С. Таким образом, можно предположить, что более предпочтительной является такая морфология, при которой частицы серебра в виде тонких небольших пластин плотно прилегают к агрегатам частиц оксида алюминия, распределяясь по их поверхности, что наблюдается в случае образцов с ПВС и ПВП, выдержанных при более высокой температуре. Результаты экспериментов показывают, что полученные композиции имеют перспективы использования, например, в качестве наполнителя антисептических материалов.

 

Рис. 6. Концентрационные зависимости процентного отношения количества колониеобразующих единиц в исследуемых образцах, синтезированных с различными органическими компонентами, к количеству колониеобразующих единиц в контрольном опыте.

 

Таблица 1. Влияние препаратов на рост тест-культуры, процентное отношение количества колониеобразующих единиц в образце к количеству колониеобразующих единиц в контрольном опыте

Образец

[Ag], мМ

0

0.4

1

2.5

Контроль (без добавок)

100 ± 2.2

–

–

–

Al2O3

100 ± 2.3

–

–

–

AgNO3

100 ± 2.2

100 ± 8.6

52.8 ± 4.4*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), ПВП, 8 ч, 650oС

100 ± 2.2

48.5 ± 7.8*

0 ± 0*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), ПВС, 8 ч, 650oС

100 ± 2.2

77 ± 12*

0 ± 0*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), глицин, 8 ч, 650oС

100 ± 2.2

77.6 ± 7*

85 ± 4.5*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), глицерин, 8 ч, 650oС

100 ± 2.2

81.6 ± 4*

75 ± 2*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), ПВП, 8 ч, 650oС; 8 ч, 850oС

100 ± 2.2

0 ± 0*

0 ± 0*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %) ПВС, 8 ч, 650oС; 8 ч, 850oС

100 ± 2.2

0 ± 0*

0 ± 0*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), глицин, 8 ч, 650°С; 8 ч, 850°С

100 ± 2.2

81.7 ± 3*

0 ± 0*

0 ± 0*

Al2O3 (90 мас. %), Ag (10 мас. %), глицерин, 8 ч, 650°С; 8 ч, 850°С

100 ± 2.2

69 ± 10*

0 ± 0*

0 ± 0*

* Отличия достоверны от контроля при p < 0.01.

 

В табл. 1 для сравнения представлены значения антибактериальной активности раствора нитрата серебра как эффективного бактерицидного средства, применяемого в медицине в качестве местного антисептического препарата, антибактериального препарата и др. [40]. Представлены показатели по росту колоний для оксида алюминия, не содержащего добавок серебра. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии антибактериальной активности у чистого оксида алюминия.

Следует отметить важный момент. Получение композиций оксид алюминия–серебро в одном цикле позволяет упростить технологию, создает экономию времени и энергии. Кроме того, процесс горения нитрат-органических прекурсоров протекает с выделением в окружающую среду значительно меньших количеств вредных веществ (монооксида углерода, оксидов азота) [12] по сравнению, например, с термическим разложением собственно солевых форм. Это обеспечивается за счет окислительно-восстановительного взаимодействия компонентов прекурсоров одновременно с каталитическим воздействием промежуточных и целевых твердофазных продуктов на выделяющиеся газообразные продукты [11]. В частности, при этом возможно инициирование реакции между монооксидом углерода и оксидами азота с образованием молекулярного азота и малотоксичного диоксида углерода [11].

Заключение

Проведены исследования, результаты которых позволили установить возможность получения из нитрат-органических прекурсоров в одном реакционном цикле нанокомпозиций, содержащих оксид алюминия и частицы металлического серебра. Такие композиции обладают приемлемыми для практического применения размерами частиц и высокой бактерицидной активностью, наличие которой показано в экспериментах с культурами кишечной палочки (E. coli). Биологическая активность полученных образцов меняется в зависимости от условий их получения. Наилучшими характеристиками обладают материалы, полученные из прекурсоров с ПВС и ПВП после дополнительной термообработки при 850°С. Синтез антибактериальных композиций в одном цикле из нитрат-органических прекурсоров путем реализации процесса их горения с последующей термообработкой позволяет упростить методику получения и снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, создает экономию времени и затрат энергии. Бóльшая часть имеющихся литературных данных говорит об относительной безопасности оксида алюминия для организма животных и человека, хотя имеются некоторые сведения о его негативном действии [41]. Поэтому одной из наиболее перспективных областей применения данного композита, обладающего бактерицидным действием, может быть его использование в качестве наполнителя для антибактериальных волокон (тканей).

К возможным механизмам бактерицидного действия серебра относят и генерирование в средах, содержащих воду, активных форм кислорода [1]. По этой причине представляет интерес изучение возможности тестирования фотокаталитической активности наночастиц серебра различной морфологии по отношению к реакциям деструкции (обесцвечивания) органических красителей [42, 43] аналогично реакциям Фентона [35, 44], а также (при установлении такой активности) сопоставление ее с антибактериальными свойствами. В связи с этим перспективным направлением исследований является разработка косвенного метода оценки бактерицидной активности по фотокаталитической активности серебросодержащих материалов.

Финансирование работы

Исследования выполнены при поддержке государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (проект № 123031300049-8).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

A. A. Остроушко

Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002

A. Е. Permyakova

Ural Federal University

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002

T. Yu. Zhulanova

Ural Federal University; Institute of High-Temperature Electrochemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002; Yekaterinburg, 620066

A. A. Ermoshin

Ural Federal University

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002

A. A. Melentsova

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Yekaterinburg, 620108

R. R. Mansurov

Ural Federal University

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002

D. K. Kuznetsov

Ural Federal University

Email: alexander.ostroushko@urfu.ru
Russian Federation, Ekaterinburg, 620002

References

  1. Gabrielyan L.S., Trchounian A.A. // J. Belarus. State University. Biology. 2020. V. 3. P. 64. https://doi.org/10.33581/2521-1722-2020-3-64-71
  2. Meleshko А.A., Afinogenova A.G., Afinogenov G.E. et al. // Russ. J. Infection Immunity. 2020. V. 10. № 4. P. 639. https://doi.org/10.15789/2220-7619-AIA-1512
  3. Dorovskikh S.I., Vikulova E.S., Sergeevichev D.S. et al. // Coatings. 2023. V. 13. P. 1269. https://doi.org/10.3390/coatings13071269
  4. Smolle M.A., Bergovec M., Scheipl S. et al. // Scient. Rep. 2022. V. 12. P. 13041. https://doi.org/10.1038/s41598-022-16707-0
  5. Sergeevichev D.S., Dorovskikh S.I., Vikulova E.S. et al. // Int. J. Mol. Sci. 2024. V. 25. № 2. P. 1100. https://doi.org/10.3390/ijms25021100
  6. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 3. С. 242.
  7. Степанов А.Л. // Журн. техн. физ. 2004. Т. 74. № 2. С. 1.
  8. Спешилов И.О., Вартанян М.А., Ваграмян Т.А. // Успехи в химии и химической технологии. 2016. Т. 30. № 3. С. 59.
  9. Закатилова Е.И., Уянга Т., Меркушкин А.О., Обручиков А.В. // Успехи в химии и химической технологии. 2014. Т. 28. № 6. С. 95.
  10. Максимов Г.В., Сазонтова Т.Г., Коваленко С.С. и др. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2015. Т. 56. № 3. С. 158.
  11. Ostroushko A.A., Russkikh O.V. // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2017. V. 8. № 4. P. 476. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2017-8-4-476-502
  12. Остроушко А.А., Максимчук Т.Ю., Пермякова А.Е., Русских О.В. // Журн. неорган. химии. Т. 67. № 6. С. 727. https://doi.org/10.31857/S0044457X22060186
  13. Остроушко А.А., Адамова Л.В., Ковеза Е.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 92. № 3. С. 423. https://doi.org/10.7868/S0044453718030214
  14. Varma A., Mukasyan A.S., Rogachev A.S., Manukyan K.V. // Chem. Rev. 2016. V. 116. № 23. P. 14493. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.6b00279
  15. Chick L.A., Pederson L.R., Maupin G.D. et al. // Mater. Lett. 1990. V. 10. № 12. P. 6. https://doi.org/10.1016/0167-577X(90)90003-5
  16. Aruna S.T. Solution combustion synthesis. Concise Encyclopedia of Self Propagating High Temperature Synthesis. 2017. P. 344.
  17. Popkov V.I., Almjasheva O.V., Nevedomskyi V.N. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. № 17. P. 20906. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.08.097
  18. Martinson K.D., Belyak V.E., Sakhno D.D. et al. // J. Alloys Compd. 2022. V. 894. P. 162554. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162554
  19. Ostroushko A.A., Russkikh O.V., Maksimchuk T.Yu. // Ceram. Int. 2021. V. 47. № 15. P. 21905. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.04.20
  20. Ломанова Н.А., Томкович М.В. Данилович Д.П. и др. // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1342. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120118
  21. Popkov V.I., Almjasheva O.V., Semenova A.S. et al. // J. Mater. Sci: Materials in Electronics. 2017. V. 28. № 10. P. 7163. https://doi.org/10.1007/s10854-017-6676-1
  22. Almjasheva O.V., Lomanova N.A., Popkov V.I. et al. // Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 2019. V. 10. № 4. P. 428. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2019-10-4-428-437
  23. Zang S., Chang S., Shahzad M.B. et al. // Rev. Adv. Mater. Sci. 2019. V. 58. P. 82. https://doi.org/10.1515/rams-2019-0010
  24. Wilczewska A.Z., Niemirowicz K., Markiewicz K.H. et al. // Pharmacol. Rep. 2012. V. 64. № 5. P. 1020. https://doi.org/10.1016/S1734-1140(12)70901-5
  25. Kapoor S., Hegde R., Bhattacharyya A.J. // J. Control. Release. 2009. V. 140. № 1. P. 34. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2009.07.015
  26. Das S.K., Kapoor S., Yamada H. et al. // Micropor. Mesopor. Mat. 2009. V. 118. № 1–3. P. 267. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2008.08.042
  27. Добровольский Д.С., Беловощев Н.А., Насырова Л.А. и др. // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31. № 13. С. 31.
  28. Fedoročková A., Sučik G., Plešingerová B. et al. // RSC Adv. 2020. V. 10. P. 32423. https://doi.org/10.1039/D0RA06544G
  29. Лямина Г.В., Илела А.Э., Двилис Э.С. и др. // Бутлеровские чтения. 2013. Т. 33. № 3. С. 55.
  30. Остроушко А.А., Вылков А.И., Жуланова Т.Ю. и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2023. Т. 15. С. 799. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2023.15.799
  31. Петина Л.П., Левинтер М.Е. // Изв. ВУЗов. Химия и хим. технология. 1980. Т. 23. № 4. С. 919.
  32. Gates B.K., Katzer J.R., Schuit G.C.A. Chemistry of Catalytic Processes. N.Y.: McCraw-Hill Book Company, 1979. 464 p. Гейтс Б., Кетцир Дж., Шуйт Д. Химия каталитических процессов. М.: Мир, 1981. 342 с.
  33. Ostroushko A.A. // Inorg. Mater. 2004. V. 40. № 3. P. 259. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000020524.35838.de
  34. Галимзянова Р.Ю. Современные композиционные материалы в производстве медицинской техники. Казань, 2021. 89 с.
  35. Липпенс Б.К., Стеггерда И.И. Активная окись алюминия. Строение и свойства адсорбентов и катализаторов / Под ред. Линсена Б.Н. М.: Мир, 1973. 288 с.
  36. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. М., 2010. 288 с.
  37. Бакшеев Е.О. Разработка технологии производства трехмаршрутных катализаторов с высокой каталитической активностью и устойчивостью к термической дезактивации. Дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2023. https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/128095/1/urfu2579_d.pdf; urfu2579_d.pdf.
  38. Алешина Л.А., Сидорова О.В., Струневская А.Л. // Тр. Кольского НЦ РАН. 2018. Т. 9. № 2. С. 498. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.498-502
  39. Коровин М.С., Фоменко А.Н., Бакина О.В., Лернер М.И. // Сибирский онкологический журнал. 2016. Т. 15. № 6. С. 35. https://doi.org/10.21294/1814-4861-2016-15-6-35-41
  40. Привольнев В.В., Забросаев В.С., Даниленков Н.В. // Вестн. Смоленской гос. мед. академии. 2015. T. 14. № 3. C. 85.
  41. Зайцева Н.В., Землянова М.А., Степанков М.С., Игнатова А.М. // Экология человека. 2018. № 5. С. 9.
  42. Thomas J., Periakaruppan P., Thomas V. et al. // RSC Adv. 2018. V. 8. P. 41288. https://doi.org/10.1039/C8RA08893D
  43. Zhang Y., Liu J., Kang Y.S. et al. // Nanoscale. 2022. V. 14. P. 11909. https://doi.org/10.1039/D2NR02665A
  44. Роженцев Д.А., Мансуров Р.Р., Ткачев Н.К. и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2021. Т. 13. С. 919. https://doi.org/10.26456/pcascnn/2021.13.919

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. SEM images of the Al2O3–Ag samples synthesized from precursors with different organic components: a, b – PVA, 650oC; c, d – PVP, 650oC; d, f – glycine, 650oC; g, h – glycerin, 650oC.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. SEM images of the Al2O3–Ag samples synthesized from precursors with different organic components: a, b – PVA, 850oC; c, d – PVP, 850oC; d, f – glycine, 850oC; g, h – glycerin, 850oC.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Results of energy dispersive analysis of the Al2O3–Ag, PVP, 650oC sample: a – SEM image; chemical element distribution maps: b – Al, c – Ag, d – O; d – energy dispersive spectrum.

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Results of energy dispersive analysis of the Al2O3–Ag sample, glycerol, 850oC: a – SEM image; chemical element distribution maps: b – Al, c – Ag, d – O; d – energy dispersive spectrum.

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. X-ray diffraction patterns of the Al2O3–Ag samples synthesized from precursors with different organic components: a – PVA, 650oC; b – PVP, 650oC; c – PVA, 850oC; d – PVP, 850oC (bar diagrams indicate the phases of metallic silver (COD ID: 1100136) (black), α-Al2O3 (COD ID: 1000017) (blue)).

Download (270KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Concentration dependences of the percentage ratio of the number of colony-forming units in the studied samples, synthesized with various organic components, to the number of colony-forming units in the control experiment.

Download (146KB)
Indexing metadata

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».