Silbernanopartikel

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Silberpartikel setzen in Gegenwart von Feuchtigkeit Ionen frei. Silberionen wirken bereits in Konzentrationen im Bereich einiger µg/l gegen ein breites Spektrum von Bakterien.

Da die Ionenbildung nur an der Partikeloberfläche erfolgt und Nanopartikel eine hohe spezifische Oberfläche haben, sind Silbernanopartikel zur antimikrobiellen Ausrüstung von Werkstoffen besonders gut geeignet.

In diesem Projekt werden Silbernanopartikel in Mizellen invertierbarer Polyester hergestellt, vgl. Schema 1. Diese Polymere bestehen aus hydrophilen und hydrophoben Blöcken. Sie sind sowohl in polaren als auch in unpolaren Medien löslich und als Stabilisatoren für Silbernanopartikel geeignet [1].

Schema 1:Struktur der invertierbaren Polyester (oben) sowie schematische Darstellung des Syntheseprinzips zur Herstellung von Silbernanopartikeln in Mizellen invertierbarer Polyester (unten).

Der in Schema 1 dargestellte Syntheseweg liefert in-situ mit Polymer funktionalisierte Silbernanopartikel.

Durch Variation der Synthesebedingungen (Struktur des Polyesters, Konzentrationsverhältnis von Silbersalz zu Polymer) wird der Durchmesser der Silbernanopartikel im Bereich von ca. 10 nm bis 50 nm variiert.

In einem zweiten Schritt werden die Suspensionen einer Sprühtrocknung unterzogen, so dass die funktionalisierten Silberpartikeln in Pulverform erhalten werden. Die Pulvermorphologie wird durch Variation der Sprühbedingungen verändert.

Die Pulver werden am Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe mit Hilfe thermoplastischer Verarbeitungsmethoden in Polyurethan (TPU) sowie in Polyetheretherketon (PEEK) eingearbeitet, um diese für die Medizintechnik wichtigen Polymerwerkstoffe antimikrobiell auszurüsten. Da sich die invertierbaren Polyester ihrer Umgebung anpassen (vgl. Schema 1, oben), ist eine gute Verträglichkeit der funktionalisierten Silberpartikel mit den Matrixpolymeren und damit eine gute Dispergierbarkeit zu erwarten.

Die Einflüsse der Partikelgröße der Silberteilchen und der Morphologie der Pulverpartikel auf die Dispergierbarkeit der Silberpartikel in TPU und PEEK sowie auf die Freisetzung von Silberionen aus diesen Materialen werden systematisch untersucht.

 

Literatur [1] a.) A. Kohut et al., Langmuir 22(5) (2006) 1946 b.) A. Kohut et al., Langmuir 23(2) (2007) 504

 

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