Gümüş ve Gümüş Nanoparçacıklar

Bu yazıda gümüş nanoparçacıklar, nanobiyoteknolojik uygulamalar açısından araştırılmaya çalışılmıştır. Öncelikle, gümüş ve gümüşün özellikleri hakkında geniş bir şekilde bilgi verilmiştir. Daha sonra nanoteknoloji konsepti ve gümüş nanopartiküllerden bahsedilmiş ve nihayetinde gümüş nanoparçacıkların teknolojik ve nanobiyoteknolojik uygulamaları çeşitli kaynaklardan derlenmiştir.

Gümüş; Elementlerin "geçiş metali" sınıfında, normal atmosfer basıncında ve tipik oda sıcaklığında elemental formda beyaz, parlak metal, dekoratif olarak güzel görünümde, sert, parlak, yumuşak ve sünek katı içeren kimyasal bir elementtir. Gümüş, Latince argentumdan, Yunanca (kelimenin tam anlamıyla "parlak" veya "beyaz") türevlerinden gelmektedir. Gümüş; insanlığın antik çağlardan beri bildiği ve kullandığı bir üründür ve altın ve platin içeren kıymetli metallerden bir tanesidir. Antik çağın yedi metalinden biri olan Gümüş, insanlık kültürlerinin çoğunda kalıcı bir rol oynamıştır. Gümüş geleneksel olarak yüzyıllar boyu dünyanın pek çok ülkesi tarafından madeni paralar için kullanılmıştır. Antibiyotiğin keşfinden önce antibakteriyel bir madde olarak yaygın bir şekilde kullanılmıştır. Günümüzde, kolloidal formdaki gümüş, Birleşik Devletlerde hala bir diyet takviyesi olarak piyasada satılmaktadır. Gümüş, tüm metaller arasında en yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, yansıtma ve temas direncine sahip değerli bir metaldir. Kimyasal reaktivitesi çok düşüktür, saf havada ve suda dengelidir, ancak ozon, hidrojen sülfit veya kükürt içermeyen havaya maruz kaldığında lekelere neden olur. Gümüşün atomik özellikleri şu şekildedir. Standart atom ağırlığı 11 (Ib) periyodunda bakır (4. perde) ile altın (6. periyot) arasında 107.8682 g • mol olup, simgesi Ag’dir, Gümüş, Periyodik tablonun 5. Periyodundadır, kaynama noktası 2.162 ° C'de ve erime noktası 961.78 ° C'dir; Elektron Konfigürasyonu [Kr] 5s¹⁴d¹⁰, Atomik yarıçapı, 203 pm (Van der Waals). Gümüş, yerkabuğunda, saf, serbest elementel formda, altın ve diğer metallerin bir alaşımı olarak bulunur ve argentit ve kloraritit gibi minerallerde bulunur. Çoğu gümüş, bakır, altın, kurşun ve çinko muamelesinin bir yan ürünü olarak üretilir. Gümüş, doğal olarak ve argentit (Ag2S) ve boynuz gümüşü (AgCl) gibi cevherlerde oluşur; Kurşun, kurşun-çinko, bakır, altın ve bakır-nikel cevheri ana kaynaklardır. Gümüş de kimyasal bileşikler içindedir. Gümüş bir bileşik olan Akanthit, gümüş bir cevherdir. Gümüş topraktan çeşitli şekillerde çıkarılır. Normal olarak elektroliz ile çıkarılır. Bakırın elektrolitik muamelesi sırasında gümüş de çıkarılır. Gümüş alaşımları önemlidir. Gümüş takılar, gümüş eşyalar, vb. bu alaşımların % 92.5’i gümüş ve geri kalanı bakır veya başka bir metal içerir. Ticari güzel gümüş en az % 99,9 oranında gümüş içerir.

Saf gümüşün parlak beyaz metalik parlaklığı vardır. Altın’dan biraz daha serttir ve çok sünek ve yumuşatılabilir. Günümüzde gümüş; diş eti alaşımlarında, elektrikli cihazlarda (elektrik kontakları ve iletken telleri), mücevheratta, süs eşyalarında, yüksek değerli sofra takımları ve mutfak gereçleri olarak, fotoğraf grafikleri ve röntgen filmleri için bir amalgam olarak (Gümüş iyodür), yağmur üretmek, yanıkların iyileşmesine yardımcı olan kremlerde, enfeksiyonları ve çürümeyi önlemek için, cam üretiminde, çinko alaşımlarının lehimlenmesinde, yüksek kapasiteli gümüş-çinko ve gümüş-kadmiyum mermilerinin üretiminde, çimento görevi olarak baskılı devre levhaları, ayna üretiminde, sentetik ve takı üretiminde, güneş panellerinde, su filtrasyonunda, kaplamalarda, endüstriyel olarak kimyasal reaksiyonları katalize etmek için, bir yatırım aracı (para ve külçe şeklinde) olarak kullanılmaktadır. Özellikle seyreltik Gümüş nitrat solüsyonları ve diğer gümüş bileşikleri dezenfektanlar ve mikrop öldürücüler (oligodinamik etki), bandajlar ve yara bandajları olarak kateterler ve diğer tıbbi cihazlarda kullanılmaktadır. Gümüş, yeni tortulardan sonra bilinen ışığın en iyi reflektörüdür, ancak hızla hasar görür ve yansımalarının çoğu kaybolur. Gümüşün kendisinin toksik olduğu düşünülmemesine rağmen, tuzlarının çoğu toksiktir. Gümüş bileşikleri dezenfekte olarak bakterileri öldürür ve diğer faydalı özellikleri vardır. Havadan gümüşe maruz kalma (metal ve gümüşe göre çözülebilir bileşikler) 0.01 mg / m³’ü (haftada ortalama 8 saat ağırlıklı ortalama - 40 saat) aşmamalıdır. Gümüş bileşikler dolaşım sisteminde emilebilir ve gevşek gümüş çeşitli vücut dokularına geçebilir. Argyria olarak bilinen bir durum deride ve mukoza zarlarında grimsi pigmentasyona neden olur.

Gümüş, mikroplara zarar verici etkilere sahiptir ve yüksek derecedeki hayvanlara zarar vermeden birçok alt organizmayı etkili bir şekilde öldürür. Gümüş insanlar için büyük bir tehlike oluşturmaz. Gümüş bileşikler toksiktir. Deriyi maviye çevirirler. Bazıları kanserojen olabilir. Ortak bir homeopatik çare olan kolloidal gümüş, normal miktarlarda toksik değildir. Platin grubu metalleri gümüşün değerli metallerinden biridir. Gümüş, asitte çözünmez. Nitrik asit gümüş nitrat yapmak için eritilir. Potasyum, dikromat veya potasyum permanganat gibi güçlü oksitleyici ajanlar ile reaksiyona girer. Kolay paslanmaz. Havadaki hidrojen sülfür sadece korozyona neden olur. Daha sonra karanlık olarak bilinen siyah bir kaplama oluşturur. Gümüş, iki ana oksidasyon durumunda bulunur: +1 ve +2. +1 çok daha yaygındır. +2 oksidasyon durumunda birkaç bileşik vardır, ancak bunlar çok güçlü oksitleyici ajanlardır. Gümüş bileşikler kahverengi, siyah, sarı, gri veya renksiz olabilir. Gümüş (I) bileşikleri oksitleyici ajanlardır. Bunlar daha yaygındır. Çoğu çok pahalıdır. Gümüş bromür açık sarı renktedir. Gümüş karbonat sarımtırak renktedir. Gümüş klorür beyazdır. Gümüş (I) florür sarı-kahverengidir. Gümüş iyodat renksizdir. Gümüş iyodür sarı renktedir. Gümüş nitrat renksizdir. Gümüş oksit kahverengi-siyahtır. Gümüş sülfür, siyahtır. Gümüş (II) bileşikleri güçlü oksitleyici ajanlar olup nadir olarak bulunur. Gümüş (II) florür, güçlü oksitleyici ajan, yüksek reaktif ve beyazdır. Gümüş; bakır, kurşun veya Altın içeren kayalarda bulunur. Peru dünyada gümüşün en çok üretildiği yerdir.

"Nanoteknoloji", Nano ve Teknoloji olarak iki kelimeden oluşur. Yararlı ürünler üretmek ve yeni ürünler tasarlamak için kullanılan teknoloji bilgisinin tamamıdır. "Nanoteknoloji" ve "nanoscience" terimleri, "nano" sözcüğünün başındaki "nanometre" teriminden gelmektedir. Nano, Yunanca'da "cüce" ??anlamına gelir. Nano ile tanımlanan ifadeler, milyarda bir demektir. Nanometre bir metrenin milyardır biridir (1 nm = 10^-9 m). Örneğin, insan saçı 1 nm'dir. Nanoyapılar, uzunluk olarak bakıldığında yaklaşık 10-100 atoma (10^-9 metre'ye) karşılık gelir. Nanoteknolojiyle kaplanan malzemeler için 100 ila 1 nanometre (nm) arasında herhangi bir boyut (uzunluk, genişlik veya kalınlık) ifade edilmektedir.

Nanoteknoloji, yeni özelliklerin ortaya çıkarılması için malzeme üzerinde atomik ve/veya moleküler düzeyde çalışılan bir mühendislik işlemidir; Nanometre ölçeğinde fiziksel, kimyasal ve biyolojik olayların anlaşılması, kontrolü ve üretimi için fonksiyonel materyallerin, cihazların ve sistemlerin geliştirilmesine çalışılmaktadır. Diğer bir deyişle nanoteknoloji, moleküler düzeyde araçların, materyallerin ve yapıların işlenmesi, oluşturulması ve manipülasyonu olarak tanımlanır.

Nanoteknoloji, işleme, ölçüm, tasarım, modelleme ve düzenleme gibi maddenin atomik ve moleküler seviyelerinde geliştirilen yeni fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikleri geliştirmeye yönelik yeni ve hızla gelişen yeni bir bilim ve teknoloji alanıdır.

Nanoteknoloji, malzemelerin 100 nm veya daha küçük boyutlara indirgenmesini, özelliklerini ve analizini içerir. Nanoteknolojiye olan ilgi ve bu araştırma alanındaki araştırmalar son yıllarda giderek artmaktadır ve bu küçük yapıların eşsiz ve yeni işlevsel özelliklere sahip olması nedeniyle çalışmalar kararlılıkla sürdürülmektedir. Nanometre boyutuna gelindiğinde artan yüzey alanı / hacim oranı, materyali daha aktif hale getirmekte ve çevre içindeki diğer moleküller ile etkileşimi daha kolay olmaktadır. Bir madde yaklaşık olarak 50 nanometre boyutuna getirildiğinde, "kuantum fiziği yasaları" geleneksel fiziksel yasalarının yerini almaktadır. Bir malzemenin boyutu küçültüldüğünde iletkenliğinde, elastikiyetinde, reaktivitesinde, sertliğinde, renginde ve ısıya ve basınca dirençlerinde değişiklikler olmaktadır. Bu tür değişiklikler, nanoteknolojinin daha küçük, daha hızlı, daha akıllı, daha ucuz, daha güvenli, daha temiz ve daha hassas çözümler sağlayacağı tüm endüstriyel sektörler için yararlıdır.

Bir maddenin sahip olduğu özellikler, malzeme nanometre seviyesine indirildiğinde değişir. Bu durum ise, yeni ürün ve uygulama olanakları sunar. Örneğin, normalde kırılgan olan seramikler, tanecik boyutu nanometreye indirildiğinde kolaylıkla deforme olabilir ve şekil verilebilir. 1 nm boyutundaki altın, altın sarısı renginde değil kırmızı renkte görünür örneğin. Nano boyutlu tozlarla takviye edilmiş kompozit malzemeler çok daha yüksek performans değerleri sergilerler. Bakır normalde nano seviyede şeffaftır, platin normalde inört iken, nano seviyedeki katalitik, makro düzeyde yalıtkan nano seviyede iletkendir ve Altın normalde tepkimeye girmeyen nano seviyede çok aktif bir elementtir. Nanoteknoloji, bu olağandışı malzeme özelliklerini kullanarak yeni malzemeler, sistemler ve cihazların geliştirilmesidir. Başka bir deyişle, nanoteknolojinin temelinde iki önemli hedef vardır. Birincisi, özel imalat teknikleri kullanılarak geliştirilen nano malzemelerin farklı özelliklerinden faydalanmak ve ikincisi büyük ölçekli malzemelerin iç yapılarını atom seviyesinde kontrol etmek ve böylece malzemelere olağanüstü özellikler vermek için onları değiştirmektir.

Nano malzemeler, nanoteknolojide kullanılan materyallere verilen genel bir isimdir. Nano malzeme bilimi, malzemelerin nano düzeyde nasıl davrandığını inceleyen bir bilimdir. Nanomalzemelerin yüksek alan-hacim oranı yeni uygulamalar geliştirilmesine yol açmaktadır. Örneğin mikro düzeyde gözlemlenemeyen katalitik özellik, nanometre düzeyinde belirgin bir hale gelmektedir. Buna “kuantum etkisi” denmektedir. Bu, biyomateryal uygulamalarını etkilemektedir. Kuantum etkisi parçacıkların boyutunu küçültür, malzemelerin elektronik özelliklerini değiştirir; mekanik, manyetik, optik ve kimyasal özelliklerde bu değişim ile çeşitli metal, yarıiletken ve izolasyonlu nano malzemeler büyük önem kazanmaktadır.

Nano ölçekli malzemeler olarak tanımlanan yapılar; nanokümeler, nanopartiküller, nanotüpler, nanoteller, nanobotlar veya nano-ince filmlerdir. Bu konudaki ilgi yoğunluğunun başlıca nedeni, malzemelerin belirli boyutlarının hacimsel yapılarının aksine olağandışı özellik ve işlevsellik sergilemeleridir.

Nanomalzemeler aynı kütledeki daha büyük parçacıklardan oluşan malzemelerden daha büyük bir yüzey alanına sahiptir. Bu durum, malzemeyi daha reaktif hale getirir ve malzemenin mekanik ve elektriksel özelliklerini değiştirir. Kuantum etkisinden dolayı, materyalin nano ölçekte özellikleri baskın hale gelir. Nano ölçekli malzemelerin optik, elektriksel ve manyetik özellikleri değişir.

Bilim dünyası genelde nanoteknolojinin başlangıcını, Nobel Ödüllü fizikçi, Richard Feynman'ın ilk kez 29 Aralık 1959 tarihli Amerikan Fizik Topluluğunun Kaliforniya Teknoloji Enstitüsünde (CalTech) yaptığı nano ölçekli konuşmasına dayandırır. Feynman, "Temelde yeterince alan var" başlıklı tarihsel konuşmasında, nanometre alanındaki materyallerin ve cihazların özelliklerinin gelecekte büyük fırsatlar yaratacağını ve tüm Britainica Ansiklopedisindeki bilginin kalem ucu gibi çok küçük bir alana sığdırılabileceğini belirtmiştir. Feynman, "vurgulamak istediğim şey küçük bir ölçekte bir şeyi manipüle etmek ve kontrol etmektir" demiştir. Richard Feynman, gelecekteki bilim adamları ve mühendislerin atomlardan ve moleküllerden kompleks yapılar inşa edebileceğini öngörmüştür. 1980'lerde, moleküler üretimin temel fikirleri K. Eric Drexler'in "Moleküler Üretim için Protein Tasarımı" başlıklı makalede ortaya atılmıştır. Nanomalzemeleri üretmek için baştan aşağı (top down) teknolojilerin kullanımını ele alan bu perspektif, nanoteknolojinin önemli bir kolu haline gelmiştir. Drexler'ın nanoteknolojinin isim babası olduğu söylenir. 1981'de, "Taramalı Tünelleme Mikroskopu"nun keşfi, bilim insanlarının nanoölçekli yapıların manipüle etmesini sağlamıştır. Bundan sonra, 1985'de "Fulleren" in keşfi ve 1986'da "Atomik Kuvvet Mikroskopisi"nin icadı nanoteknolojide ana dönüm noktaları olmuştur.

Nanoteknolojideki temel gelişme 1981'de IBM'den Gerd Binnig ve Heinrich Röhrer’in (1986 Nobel Ödülünü almışlardır) atomik düzlemde materyallerin incelenmesi ve atomik olarak manipüle edilmesi için ilk cihaz olan "Tarama Tünelleme Mikroskopu (STM)”nu icat etmesi ile başlamıştır.

Nanoteknoloji tarihinde bir diğer kilometre taşı ise, Curl Kroto ve Smalley'nin 1985 tarihli çalışması ile üretilen yeni bir nano yapılı karbon modifikasyonu olan "Buckyball" olarak da bilinen futbol topu şeklindeki "fullerenes"in keşfedilmesidir. 1991'de, fullerenlerin olağandışı özellikleri nedeniyle elektronik mühendisliği için muazzam potansiyellere sahip olduğu keşfedilmiştir. Fulleren’in keşfi 1996 yılında Kimya dalında Nobel Ödülü getirmiştir.

Bazı eski uygarlıklar, enfeksiyonları ve gıda bozulmalarını önlemek amacıyla “gümüş” kap kullanmışlardır. Romalıların yaralanmalarda, kırılmalarda ve deri hastalıklarında gümüş nitratı kullandığı bilinmektedir. Milattan önce 69 yılında yazılan ilaç kitaplarında, “gümüş nitrat” mikrop öldürücü etkisi ile geçmiştir. Modern tıbbın babası sayılan Hipokrat, notlarında gümüşün iyileştirici ve enfeksiyon oluşumunu azaltıcı bir madde olduğunu belirtmiştir. 1900’lü yıllarda ise süt şişelerine gümüş parçalar atılarak sütün uzun süre taze kalması sağlanmaya çalışılmıştır. Antibiyotikler geliştirilmeden çok önce de gümüş bileşikleri, enfeksiyonlara karşı kullanılmıştır.

Günümüzde, gümüş ve altın gibi metal nanopartiküller (bunlar, nano boyutlarda bulunan parçacıklardır, yani 1 ila 100 nm boyunda bulunan parçacıklar) ilginç özellikleri ve teknolojik alanlardaki potansiyel uygulamaları nedeniyle araştırmacılar tarafından büyük bir ilgi ile incelenmektedir.

Son birkaç on yılda, gümüş gibi soy metallerin nanopartikülleri, dökme muadillerinden önemli ölçüde farklı fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler sergilemiştir. Çapı 100 nm'den daha küçük olan nano boyutlu parçacıklar şu anda endüstrinin çeşitli alanlarında geniş kapsamlı yeni uygulamalar için dikkat çekmektedir. Bu gibi tozlar, küçük parçacık boyutu, yüksek yüzey alanı, kuantum konfigürasyonu ve diğer etkilerin bir sonucu olarak, dökme malzemelerin özelliklerinden önemli derecede farklı özellikler sergileyebilmektedir. Nanoparçacıkların eşsiz özelliklerinin çoğunun, yalnızca parçacıkların nano boyutta olmasını gerektirmemesi, aynı zamanda parçacıkların belli bir alanda yığılmadan dağılmış olmasını da gerekmektedir. Son on yıldaki bulgular, gümüş nanoparçacıkların elektromanyetik, optik ve katalitik özelliklerinin genellikle sentetik yöntemleri, indirgeyici ajanları ve dengeleyicileri değiştirerek değişen şekil, ebat ve boyut dağılımı ile güçlü bir şekilde etkilenebildiğini açıkça ortaya koymuştur.

Gümüş nanopartiküllerin sentezlenmesi ve stabilizasyonu için çeşitli fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanılmaktadır. Çeşitli organik ve inorganik indirgeme ajanları, elektrokimyasal teknikler, fizikokimyasal indirgeme ve radyoliz kullanan kimyasal indirgeme dahil olmak üzere en popüler kimyasal yaklaşımlar gümüş nanopartiküllerin sentezi için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Antibakteriyel ve antimikrobiyal özellikleri yüksek olan gümüş iyonları nanoboyutta istenilen malzemelerle birleştirilerek yerine göre malzemenin bünyesine katılmakta, yerine göre de malzemenin yüzeyine kaplanabilmektedir. Kullanım açısından bakıldığında faydaları medikal implant gibi alanlarda en fazla olan antibakteriyel malzemeler, evde kullanılan boyalarda, gıda ambalaj malzemelerinde, tekstil ve insan ile temas eden ya da edecek olan tüm yüzeylerde kullanılır hale gelmiştir.

Literatürde gümüş nanoparçacıkların etkili bir antimikrobiyal etkinliğe sahip olduğu bir çok araştırma tarafından belirtilmektedir. Gümüş ve gümüş bileşiklerinin tarihsel olarak 650'den fazla çeşitli mikroplar için güçlü bir “biyosit” olduğu, gümüş nitratın yaygın olarak bir “antimikrobik” madde olarak kullanıldığı yazılmaktadır.

İyonik gümüşün bakterisit etkilerinin aksine kolloidal gümüş nanoparçacıkların (AgNP'lerin) antimikrobiyal aktivitesi, parçacıkların boyutlarından çok fazla etkilenmektedir. Parçacıklar ne kadar küçük olursa antimikrobiyal etkinlik de o kadar yüksek olmaktadır.

Gümüş nanoparçacıkların,   pamuklu kumaşlar, kataliz, iletken mürekkepler, kalın film macunları ve çeşitli elektronik bileşenler için yapışkanlar, fotonik ve fotoğrafçılık, tüketici ve tıbbi ürünlerde, biyoloji ve tıbbi bilimler gibi çok çeşitli alanlarda uygulamaları bulunmaktadır.

Gümüş gibi nanoboyutlu inorganik parçacıklar yüksek yüzey alanı / hacim oranına ve eşsiz fiziksel ve kimyasal özelliklere sahiptir.

Parçacık boyutunun azaltılması aynı zamanda biyouyumluluk oranını da geliştirdiğinden bu durum nanoteknolojinin tıbbi uygulamaları üzerine yoğunlaşılmasına yol açmıştır.

Gümüş nanoparçacıkların araştırma alanlarından bazıları şu şekildedir.  Elyaf / gümüş nanokompozitlerin Escherichia coli (E. coli) üzerindeki antibakteriyel aktivitesi bir model olarak araştırılmaktadır.  Gümüş nanopartiküllerinin farklı boyutları ile metal gelişmiş floresans etkisini artırmak için tekli NaYF4: Yb / Er nanoparçacıklar kullanılmaktadır. Gümüş nanoparçacıklarının kozmetik koruyucu olarak kullanımı da araştırılmaktadır.

Pamuk doğal bir elyaftır. Pamuklu kumaşlar, ter emici ve rahat olduğu için insanlar tarafından çokça tercih edilmektedir. Bununla birlikte, pamuklu kumaşlar, nemi muhafaza edebilme yetenekleri nedeniyle mikroorganizmalar için mükemmel bir ortam oluştururlar. Belirli nem ve sıcaklık koşullarında pamuk, bakteriyel ve mantar gelişimi için uygun bir besiyer (besin) maddesi olarak görev alabilir. Bu nedenle, pamuklu kumaşların antimikrobiyal etkinliğini arttırmak için pek çok kimyasal kullanılmaktadır. Bu antimikrobiyal ajanlar arasında birçok alanlarda gümüş nanoparçacıkları yaygın bir şekilde kullanılmaktadır, çünkü gümüş birçok patojen bakteri üzerinde güçlü bir “biyosit etkisi” göstermektedir. Yine, Elyaf / gümüş nanokompozit çalışmaları da yapılmaktadır. Pamuklu mikrofiberlerin gümüş nanoparçacıklarla yüzey muamelesi, liflerin hem fiyatını hem de amacını artırabileceği düşünülmektedir.

Tekstil ürünleri sağlık sektöründe de çok kritik bir öneme sahiptir. Enfeksiyon hastalıklarının gelecekte kanserden daha fazla ölüme yol açacağı belirtilmektedir. Bu nedenle, tekstil malzemelerinin etkili, toksik olmayan, dayanıklı ve maliyet etkin antimikrobiyal sonlandırması için ilgi, tıbbi, sağlık hizmetleri, hijyen ve koruyucu tekstil materyallerine doğru genişlemektedir. Tekstil materyalleri üzerindeki mikrobik büyümenin en aza indirilmesi büyük önem taşımaktadır. Çünkü mikroplar sadece maddenin kendisine değil, aynı zamanda hoş olmayan koku, lekeler, malzemenin renksizleşmesi ve kumaşın mekanik mukavemetinde azalma gibi olumsuz etkilerden dolayı kullanıcının rahatını da etkilemektedir.

Tekstil malzemelerinin antimikrobik sonlandırılmasında gümüş nanoparçacıkların uygulanması, kararlılığı ve yüksek yüzey / hacim oranı nedeniyle avantaj sağlamaktadır. Son zamanlarda, Ag NP'lerinin pamuklu kumaşlara uygulanması, özellikle mikroplara karşı yüksek dirençleri nedeniyle büyük bir dikkat çekmektedir.

Gümüş parçacıkların olumlu özellikleri yanında henüz tam olarak araştırılmayan yan etkilerinin de olabileceği de artık araştırılmaya başlanmıştır. Nanomalzemeler günümüzde modern teknolojide yaygın olarak kullanılmalarına rağmen, üretilen nanomalzemelerin sağlık ve çevre üzerindeki olumsuz etkileri hakkında ciddi bilgi eksiklikleri olduğu bildirilmektedir. Tartışmaların çoğu, nanoparçacıkların temel olarak "yeni" bir şey olduğu ve böylece geleneksel kimyasallar ya da yığın materyallerle karşılaştırılamaz varsayımı üzerine odaklanmıştır. Nanomateryal toksisitesi konusunda çok az bilgi mevcuttur. Nanoparçacıkların toksisitesi hakkında sınırlı çalışmalar yapılmış olmasına rağmen, nanomalzemelerin potansiyel toksisite taramasını değerlendirmek için “in vitro” modellerin kullanımı hakkında herhangi bir rapor bulunmamaktadır. En büyük toksikolojik endişe, üretilen nanomalzemelerin bir kısmının redoks etkidiği ve bazı partiküllerin hücre zarları boyunca ve özellikle mitokondride taşındığı söylenmektedir. Nanomalzemelerin üretiminde, toksik solventlerin kullanımı, tehlikeli yan ürünlerin üretilmesi ve insan sağlığına ve çevreye potansiyel risk oluşturan yüksek enerji tüketimi de dahil olmak üzere çeşitli dezavantajlar ile birlikte rapor edilmiştir.  Şu anda sentez sürecinde toksik kimyasallar kullanmayan çevre dostu bir nanopartikül sentezi geliştirme ihtiyacı giderek artmaktadır.

Gümüş nanoparçacıkların risk değerlendirmesini değerlendiren bir derlemede toksiko-kinetik de dahil olmak üzere farklı bilgi boşluklarının olduğu tespit edilmiştir. Benzer veri boşlukları, EU REACH düzenlemesi kapsamında bir madde olarak nanosilverın/nanogümüşün olası kayıt işlemi için de belirlenmiştir. Sağlık riski, açık bir şekilde, bireylerin nanomalzemeye maruz kalma olasılığı ile ilgilidir. Emilim yoksa, potansiyel riskler, başta akciğer, gastrointestinal sistem veya cilt olmak üzere maruz kalınması durumunda olası yerel etkilerle sınırlandırılmıştır. Bugüne kadar, nanoparçacıklarla uğraşan hemen hemen tüm toksikolojik deneyler, inhalasyon, yutulma, enjekte veya dermal olarak uygulanan toplam nanopartikül dozunu tarif etmekte ve absorpsiyon veya iç maruziyeti araştırmamaktadır. Gümüş nanoparçacıklara oral, dermal ve inhalasyon maruziyeti, bu parçacıkların karaciğer, böbrekler, akciğerler, kalp, beyin, testisler, lenf bezleri ve cilt dahil olmak üzere çeşitli organlara dağılımını ortaya koymuştur. Mide, karaciğer, böbrekler, akciğerler ve ciltte en yüksek konsantrasyonlara rastlanmıştır.

Gümüş nanoparçacıkların kinetik profili hakkında fikir edinmek için, parçacık boyutunun (20, 80 ve 110 nm) sıçan içindeki gümüş nanoparçacıklarının doku dağılımı ve potansiyel organ birikimi üzerindeki etkisini araştıran çalışmalar da vardır. Sıçanlar, arka arkaya beş gün boyunca günde bir kez intravenöz uygulama ile çeşitli boyutlarda gümüş nanopartiküllere maruz bırakılarak bu çalışmalar yapılmıştır.

Gümüş, tüm metallerin en yüksek elektriksel iletkenliğine, ısıl iletkenliğine ve yansıtma özelliğine sahiptir. Son yıllarda asil metal nanoparçacıkları, eşsiz elektronikleri nedeniyle odaklanmış araştırmaların konusunu oluşturmaktadır.

Gümüş nanoparçacıklar (AgNPs), günümüzde en çok kullanılan ve incelenen metal nanopartiküllerdendir ve salınımı ve etkileri yaygın olarak incelenmektedir.

19. yüzyılda ilk tanınan küçük miktarlarda metallerin antimikrobiyal aktivitesi çok sayıda antimikrobiyal süreç ve ürünün temelini oluşturmuştur. Bunların arasında, gümüş (Ag) ve Ag bazlı bileşikler yaygın bir şekilde kullanılmaktadır ve çeşitli uygulamalarda bakteri gelişimini kontrol etmek için kullanılmaktadır.

Gümüş, popülerliğini biyosidal özelliklerine borçludur. Antimikrobiyal aktivitesi nanoparçacıkların karakteristik yapısıyla ilişkilidir. Nanopartiküllerin bakterilerin yok edilmesini gerektiren tiol gruplarıyla olan etkileşimleri için daha büyük bir afiniteye sahip olması için yüzey atomlarının yüksek bir fraksiyonuyla karakterizedirler. Nano bilimi, yeni antimikrobiyal ilaçlar tasarlama konusunda yeni yaklaşımlar geliştirmek için güçlü bir araç olarak ortaya çıkmıştır. Birçok bakteri ve mayada gümüş nanoparçacıkların (Ag-NPs) antimikrobiyal etkisi araştırılmıştır.

Gümüş nanoparçacıklar, antimikrobiyal uygulamalar, biyosensör malzemeler, kompozit lifler, kriyojenik süper iletken malzemeler, kozmetik ürünler ve elektronik bileşenler içine dahil edilebilen benzersiz özelliklerden (örneğin, optik, elektriksel ve manyetik özelliklere bağlı boyut ve şekil) dolayı ilgi çekicidir.

Nanoteknoloji, yeni özelliklere sahip ürünler üretmek için malzemelerin oluşturulması ve manipüle edilmesini içerir. Son zamanlarda, nanotüpler, nanoteller, fulleren türevleri (buckyballar) ve kuantum noktaları gibi nanomalzemeler, biyoteknoloji ve yaşam bilimleri için yeni analitik araçlar oluşturulmasına büyük katkılar sağlamaktadır. 1 ila 100 nm arasında değişen boyutta nanomalzemeler, yeni fiziksel ve kimyasal işlevsel özelliklere sahip, nano ölçekli benzersiz cihazlar oluşturmak için kullanılmaktadır.

Nanomalzemeler, fiziksel ve kimyasal yöntemler, elektrokimyasal indirgeme, fotokimyasal indirgeme ve ısı buharlaştırma gibi farklı yöntemler kullanılarak sentezlenebilirler. Gümüş nanoparçacıkların (AgNPs) karakterizasyonu için farklı teknikler kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu teknikler ölçülen fiziksel özelliklerde farklılık gösterdiğinden farklı sonuçlar verebileceği belirtilmelidir. Örneğin, Dinamik Işık Saçılması (DLS) ve Asimetrik Alan Akış Fraksiyonu (AF4), nispeten temiz ve konsantre ekstraktlardaki AgNP'lerin hidrodinamik boyutunu belirlemek için kullanılabilir. Geçirmeli Elektron Mikroskobu (TEM), önceki tekniklerle karşılaştırıldığında nispeten konsantre özütlere rağmen, parçacıkların çapı üzerine birkaç nanometre aralığında ölçüm alabilmektedir. Buna karşın, ortaya çıkan güçlü bir analiz yöntemi olan tek parçacıklı endüktif çiftleşmiş plazma-kütle spektrometresi (SP-ICPMS), çok seyreltilmiş ekstraktlarda gümüş nanoparçacıkların boyut dağılımının belirlenmesine izin vermektedir.

Nanoteknoloji, özellikle biyoteknolojide disiplinlerarası araştırma alanında ortaya çıkan bir alandır. Gümüş nanomalzemelerin / nanoparçacıkların sentezi kimyasal ve fiziksel yöntemlerle kapsamlı olarak incelenmiştir, ancak nanoparçacıkların üretilmesi için güvenilir teknolojinin geliştirilmesi nanoteknolojinin önemli bir yönüdür. Biyolojik sentez süreci, çevreye duyarlı bir metodoloji, düşük maliyetli üretim ve minimum zaman gerektiren geniş bir yelpaze sunmaktadır. Aynı zamanda, biyolojik olarak sentezlenmiş gümüş nanoparçacıklar, kimyasal tepkimelerdeki katalizörler gibi birçok uygulamaya sahiptir. Son zamanlarda, nanopartikül sentezi araştırmaları ilginç bilimsel alanlarından bir tanesidir ve nanopartiküller çevre dostu yöntemler (yeşil kimya) ile sentezlenmektedir. Yeşil sentez yaklaşımları, çevresel toksisite ile bağlantılı kimyasal maddeleri içeren geleneksel yöntemlere göre önemli avantajlara sahip karışık valans polioksometalatları, polisakaritler, Tollens, biyolojik ve ışınlama yöntemlerini içermektedir.

Kimyasal indirgeme, sulu çözelti kimyasal indirgeme, sulu olmayan kimyasal indirgeme, şablon yöntemi, elektrokimyasal indirgeme, ultrasonik yardımlı indirgeme, foto-indüklemeli veya foto-katalitik indirgeme, mikrodalga yardımlı sentez, ışınlama redüksiyonu, mikroemülsiyon yöntemi, biyokimyasal yöntem vb. gibi kimyasal yöntemler, metalik nanoparçacıkların mikrobiyal aracılı biyolojik sentezi son zamanlarda nanomalzeme madenciliği için umut verici bir kaynak olarak kabul edilmektedir. Değerli metallerin nanoparçacıklarının oluşumu ile mikrobiyal olarak geri kazanılması geleneksel yöntemin yeşil bir alternatifidir. Bakteri, mantar ve bitkiler kullanılarak gümüş nanoparçacıkların biyosentezi zaten iyi bir şekilde belgelenmiştir. Bununla birlikte, aktinomisetlerin araştırılması son zamanlarda metalik nanoparçacıkların verimli biyolojik sentezi için de ilgi uyandırmaktadır.

Yararlanılan Kaynaklar

[1] http://en.citizendium.org/wiki/Silver.

[2] http://periodic.lanl.gov/47.shtml.

[3] https://global.britannica.com/science/silver.

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Silver.

[5] https://simple.wikipedia.org/wiki/Silver.

 [6] NANOTEKNOLOJİ VE TEKSTİLDE UYGULAMA ALANLARI. Şeyda CELEP, Erdem KOÇ. Ç.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2008 Cilt:17-7.

[7] ELEKTRO ÜRETİM YÖNTEMİYLE SODYUM ALJİNAT VE MISIR NİŞASTASI İÇEREN NANOLİF ELDESİNE ETKİ EDEN FAKTÖRLERİN İNCELENMESİ. ŞENER, Ayşe Gül. ITU, YÜKSEK LİSANS TEZİ, EKİM 2011.

[8] NANOTEKNOLOJİNİN GIDA BİLİM VE TEKNOLOJİSİ ALANINDAKİ UYGULAMALARI. Özgür Tarhan, Vural Gökmen, Şebnem Harsa. GIDA (2010) 35 (3) 219-225, Derleme / Review.

[9] Biosynthesis, Characterization, and Bioactivities Evaluation of Silver and Gold Nanoparticles Mediated by the Roots of Chinese Herbal Angelica pubescens Maxim. Josua Markus, Dandan Wang, Yeon-Ju Kim, Sungeun Ahn, Ramya Mathiyalagan, Chao Wang, Deok Chun Yang. Nanoscale Research Letters (2017) 12:46.

[10] Nanopartiküller ve Üretim Yöntemleri - 1. Sebahattin Gürmen, Burçak Ebin. TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası, Metalurji.

[11] GIDA AMBALAJLAMASINDA NANOTEKNOLOJI UYGULAMALARI: INORGANIK NANOPARTIKÜLLERIN KULLANI. Süleyman Polat, Hasan Fenercioglu. GIDA (2014) 39 (3): 187-194, Derleme /Review.

[12] Nano Parçacıklar ve Nano Teller. ATEŞ, Hakan. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Part:C, Tasarım Ve Teknoloji, GU J Sci Part:C, 3(1):437-442 (2015).

[13] Uluslararası Rekabet Stratejileri : Nanoteknoloji ve Türkiye, TÜSİAD Rekabet Stratejileri Dizisi-11 Yayın No. TÜSİAD-T/2008-11/474, Kasım 2008.

[14] Antibacterial activity of silver nanoparticles synthesized extracellularly by soil micro flora. N.C.J.Packia Lekshmi, M.Kalavathy, S.Viveka, S. Jeeva and J.Raja Brindha. Turkish Journal of Science & Technology Volume 8(1), 23-28, 2013.

[15] Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri, GÜMÜŞ NANOPARTİKÜLLERİNİN LİKEN ÖZÜ İLE BİYOSENTEZİ Projesi. Yıldız, Prof.Dr.Nuray.

[16] M. Puchalski, P.J. Kowalczyk, Z. Klusek and W. Olejniczak (2010). The Applicability of Global and Surface Sensitive Techniques to Characterization of Silver Nanoparticles for Ink-Jet Printing Technology, Silver Nanoparticles, David Pozo Perez (Ed.), InTech, DOI: 10.5772/8507. Available from: https://www.intechopen.com/books/silver-nanoparticles/the-applicability-of-global-and-surface-sensitive-techniques-to-characterization-of-silver-nanoparti, It is an “Open Access Article” and permission can be seen in the given link.

[17] AMİNOGLİKOZİDLERİN ALTIN VE GÜMÜŞ NANOPARÇACIKLAR KULLANILARAK SPEKTROSKOPİK TAYİNLERİ. ÇAĞLAYAN, Mehmet Gökhan. ANKARA ÜNİVERSİTESİ ANALİTİK KİMYA ANABİLİM DALI DOKTORA TEZİ, 2014.

[18] Studies on the relation between the size and dispersion of metallic silver nanoparticles and morphologies of initial silver(I) coordination polymer precursor. Zhaleh Moradi, Kamran Akhbar, Anukorn Phuruangrat, Ferdinando Costantino. s.l. : Journal of Molecular Structure 1133 (2017) 172-178.

[19] Preparation of cotton fibers with antibacterial silver nanoparticles. Chuh-Yean Chen, Chen-Li Chiang. s.l. : Materials Letters 62 (2008) 3607–3609.

[20] Synthesis and characterization of Ag/polyaniline core–shell nanocomposites based on silver nanoparticles colloid. Shengyu Jing, Shuangxi Xing, Lianxiang Yu, Yan Wu, Chun Zhao. s.l. : Materials Letters 61 (2007) 2794–2797.

[21] Metal-enhanced upconversion luminescence of NaYF4:Yb/Er with Ag nanoparticles. Zhaojin Wanga, Chi Wang, Qingyan Han, Gang Wang, , Mingdi Zhang, Jing Zhang. s.l. : Materials Research Bulletin 88 (2017) 182–187.

[22] The kinetics of the tissue distribution of silver nanoparticles of different sizes. D.P.K. Lankveld, A.G. Oomen, P. Krystek, A. Neigh, A. Troost de Jong, C.W. Noorlander, J.C.H. Van Eijkeren, R.E. Geertsma, W.H. De Jong. s.l. : Biomaterials 31 (2010) 8350e8361.

[23] The influence of silver content on antimicrobial activity and color of cotton fabrics functionalized with Ag nanoparticles. Vesna Ilic Zoran Šaponjic, Vesna Vodnik, Branislav Potkonjak, Petar Jovanc^ic, Jovan Nedeljkovic, Maja Radetic. s.l. : Carbohydrate Polymers 78 (2009) 564–569.

[24] Silver nanoparticles as a safe preservative for use in cosmetics. Satoshi Kokura, MD, PhD?, Osamu Handa, MD, PhD, Tomohisa Takagi, MD, PhD, Takeshi Ishikawa, MD, PhD, Yuji Naito, MD, PhD, ToshikazuYoshikawa, MD, PhD. s.l. : Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 6 (2010) 570–574.

[25] Simultaneous characterisation of silver nanoparticles and determination of dissolved silver in chicken meat subjected to in vitro human gastrointestinal digestion using single particle inductively coupled plasma mass spectrometry. K. Ramos, L. Ramos, M.M. Gómez-Gómez. s.l. : Food Chemistry 221 (2017) 822–828.

[26] In vitro toxicity of nanoparticles in BRL 3A rat liver cells. S.M. Hussain, K.L. Hess, J.M. Gearhart, K.T. Geiss, J.J. Schlager. s.l. : Toxicology in Vitro 19 (2005) 975–983.

[27] Morphology optimization of CVD graphene decorated with Ag nanoparticles as ammonia sensor. Hui Songa, Xin Li, Ping Cui, Shixi Guo, Weihua Liu, Xiaoli Wang. s.l. : Sensors and Actuators B 244 (2017) 124–130.

[28] Core-shell Ag@Pt nanoparticles supported on sepiolite nanofibers for the catalytic reduction of nitrophenols in water: Enhanced catalytic performance and DFT study. Ying Ma, Xiaoyong Wu, Gaoke Zhang. s.l. : Applied Catalysis B: Environmental 205 (2017) 262–270.

[29] Kholoud M.M. Abou El-Nour, Ala’a Eftaiha, Abdulrhman Al-Warthan, Reda A.A. Ammar. Synthesis and applications of silver nanoparticles. s.l. : Arabian Journal of Chemistry (2010) 3, 135–140, 2010.

[30 Iravani, Hassan Korbekandi and Siavash. Silver Nanoparticles. s.l. : The Delivery of Nanoparticles, www.intechopen.com, .

[31] Khan, Hinal Gandhi and Shabib. Biological Synthesis of Silver Nanoparticles and Its Antibacterial Activity. s.l. : Gandhi and Khan, J Nanomed Nanotechnol 2016, 7:2, 2016 .

[32] http://www.tekstildershanesi.com.tr/bilgi-deposu/antibakteriyel-tekstil-uretiminde-sikca-kullanilan-gumusun-etki-mekanizmasi-ve-toksisitesi.html

[33] http://www.hurriyet.com.tr/enfeksiyon-olumleri-kanser-olumlerini-gececek-29053419