Neueste Fortschritte bei Synthesemethoden und Anwendungen von Silbernanostrukturen

Hintergrund

Metallische Nanopartikel mit den einzigartigen optischen und elektrischen Eigenschaften wurden in den letzten Jahrzehnten umfassend untersucht. Ag-Nanopartikel (AgNPs) sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen die am intensivsten untersuchten metallischen Nanopartikel [1,2,3,4,5]. Die Eigenschaften von AgNPs hängen stark von der Morphologie der Partikel ab, einschließlich der Formen, Größen und des umgebenden Mediums. Große Anstrengungen wurden den Synthesemethoden und der morphologischen Regulation von Silbernanopartikeln gewidmet.

Vor kurzem führten Forscher eine eingehende Studie über die hervorragende Funktion von Silbernanopartikeln wie Photoelektrizität [6], Katalyse [7], antibakterielle [8, 9], Biosensoren [10] und oberflächenverstärkte Raman-Streuung (SERS .) durch ) [11]. Bisher wurden AgNPs erfolgreich durch chemische Reduktion [12,13,14,15,16], Photoreduktion [17, 18] und Lasersynthese [19] usw. hergestellt. Diese Methoden sind jedoch normalerweise zeit- und energieaufwendig. Gleichzeitig haben sie aber auch die Nachteile strenger Präparationsbedingungen und die Größe der AgNPs war inhomogen. Daher müssen dringend einfache und wirtschaftliche Methoden entwickelt werden, mit denen die Größe, Form und Größenverteilung von AgNPs fein gesteuert werden kann. Die Verwendung von Schutzmitteln ist ein effizienter Weg, um AgNPs mit guter Stabilität und Dispergierbarkeit herzustellen. Inzwischen kann die Agglomeration zwischen Partikeln durch ein Schutzmittel verhindert werden. Daher sind Schutzmittel für die AgNP-Synthese wichtig [20].

In dieser Arbeit wurde die Herstellung von Silbernanopartikeln mit unterschiedlichen Formen wie Nanowürfeln, Nanodrähten und Nanokugeln detailliert beschrieben. Die repräsentativen Arbeiten zur Herstellung von Silbernanopartikeln mit unterschiedlichen Formen und Größen von 1–10 nm AgNPs, 10–100 nm AgNPs wurden zuvor besprochen. Als hervorragende Umweltschutzeigenschaften und einfache Bedienung wurden die neuen biosynthetischen Verfahren zur Gewinnung von Silber-Nanopartikeln hervorgehoben, die als Alternative zu den aufwendigen chemischen Syntheseverfahren dienen können. In der Zwischenzeit wurden die Eigenschaften und Anwendungen von AgNPs wie antibakteriell, Fluoreszenz, Katalyse und Oberflächenplasmonenresonanz wie folgt detailliert beschrieben. Die wichtige Anwendung von Silbernanopartikeln, die in Nanosensoren verwendet werden können, wurde in diesem Aufsatz hervorgehoben.

Diese Studie bietet einen umfassenden Ansatz, der für die Untersuchung von AgNPs von Bedeutung ist. Es ist jedoch erwähnenswert, dass die innovativen Herstellungsmethoden und Anwendungsdurchbrüche noch erforscht werden müssen.

Synthetische Methoden

Silbernanopartikel wurden durch verschiedene Verfahren synthetisiert, wie zum Beispiel durch die Keimwachstumsmethode [21] und die schrittweise Reduktionsmethode [22]. Jede Methode hat Vorteile und Einschränkungen. Die Entwicklung einer effektiven Zubereitungsmethode ist daher immer noch eine Herausforderung. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften und breiten Anwendungsmöglichkeiten ist die Synthesemethode von Silbernanopartikeln eine Optimierung wert. In dieser Arbeit haben wir sechs Arten von Präparationsmethoden einschließlich neuer biosynthetischer Methoden zusammengefasst. Wir erwarten, den Arbeitern, die sich in diesem Bereich engagieren, ein wenig Hilfe zu leisten.

Vorbereitung verschiedener Arten von AgNPs

Vor kurzem konzentrierten sich die Forscher auf die Formkontrolle von AgNPs aufgrund ihrer morphologieabhängigen Eigenschaften [23, 24]. Um ihre aktuellen Anwendungen zu erweitern, hat die Herstellung von Silbernanopartikeln mit unterschiedlichen Formen (z. Der Bildungsmechanismus und verschiedene Herstellungsmethoden von Silbernanopartikeln wurden lange Zeit erforscht.

Synthese von Ag-Nanowürfeln

Xiaet al. [28,29,30] stellten monodisperse Proben von Silbernanowürfeln durch Reduktion von Silbernitrat mit Ethylenglycol in Gegenwart von Polyvinylpyrrolidon (PVP) massiv her. Im Syntheseprozess wurde PVP als Schutzmittel verwendet, das die dispersiven Silbernanopartikel stabilisieren und die Agglomeration verhindern kann. Gleichzeitig kann die Menge der PVP-Zugabe auch die Morphologie von AgNPs beeinflussen. Daher ist es wichtig, PVP während der Synthese zu verwenden. Es ist allgemein bekannt, dass das Erhitzen mehr Reaktionsenergie bereitstellen kann, was vorteilhaft ist, um die Reduzierbarkeit von Ethylenglykol zu erhöhen. In Gegenwart von Hydroxylionen Ag ⁺ wurde zu Silbernanowürfeln reduziert. Der Vorteil dieser Forschung besteht darin, dass sie zur Herstellung homogener einkristalliner Nanowürfel verwendet werden kann. Auf der Nanometerskala neigen Metalle, von denen die meisten kubisch flächenzentriert sind (fcc), zur Keimbildung und wachsen zu Zwillings- und Mehrfachzwillingsteilchen (MTPs) aufgrund ihrer Oberflächen, die von den energieärmsten Facetten auf der Nanometerskala begrenzt sind [31] . Darüber hinaus ist diese Struktur für die Anwendung im Bereich der Photonik, Katalyse und SERS-basierten Sensorik von Vorteil. Das Bild (Abb. 1) zeigt die REM-, TEM- und XRD-Bilder von Silbernanowürfeln. Diese Silbernanowürfel hatten eine mittlere Kantenlänge von 175 nm bei einer Standardabweichung von 13 nm. Ihre Oberflächen waren glatt und alle Ecken und Kanten dieser Partikel waren leicht abgeschnitten. Diese Struktur kann für Arzneimittelabgabesysteme verwendet werden, indem Arzneimittel in die abgeschnittenen Ecken injiziert werden.

a Niedrig- und b SEM-Aufnahmen mit hoher Vergrößerung von leicht angeschnittenen Silbernanowürfeln. c Ein TEM-Bild derselben Charge von Silbernanowürfeln. d Ein XRD-Muster derselben Probencharge, das die Bildung von reinem fcc-Silber bestätigt [28]

Ein neuartiger Silbernanopartikel wurde von Yam et al. [32] die Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB) als Tensid in wässriger Lösung verwendeten. Das Brom-Ion kann mit dem Silber-Ammoniak-Komplex ([Ag (NH₃ ) ₂ ] ⁺ ) um eine AgBr-Präzipitation zu erzeugen, und Silberionen werden in der nachfolgenden Reaktion langsam freigesetzt. Gleichzeitig wurden die restlichen Silberionen durch Glucose reduziert und mit dem beschichteten Tensid ein Nanosilberwürfel mit einer Größe von ~55 nm gebildet. Das Tensid CTAB kann durch physikalische Adsorption an die Oberfläche von AgNPs adsorbiert werden. Aus diesem Grund können die Agglomeration und das Schuppenwachstum von AgNPs durch Hemmung effektiv kontrolliert werden. Aufgrund der Existenz von CTAB ist es möglich, AgNPs mit einheitlicher Dispersion und geeigneter Größe zu erhalten.

Es dauert lange, Nanosilberwürfel herzustellen, die von der synthetischen Methode von Xia und Yam berichtet wurden. Aber Silber-Nanopartikel lassen sich schnell mit dem Mikrowellen-Verfahren herstellen. Saraf et al. [33] stellten Silbernanowürfel her, indem sie große Mengen an Goldkeimen in Gegenwart von Polyelektrolyten und Mikrowellen für 60–120 s erhitzten. Das Experiment zeigt, dass der Polyelektrolyt das Wachstum des Partikels in eine bestimmte kristallographische Richtung lenkt, was zu einem facettierten Partikel, d. h. einem Nanowürfel, führt. Gegenwärtig ist die Herstellung von Silbernanopartikeln durch die Polyolmethode ausgereifter.

Synthese von Ag-Nanodrähten und -Nanostäben

Murphyet al. [34] berichteten, dass Nanostäbe und Nanodrähte erfolgreich hergestellt werden können, indem Ascorbinsäure verwendet wird, um AgNO₃ . zu reduzieren in Gegenwart von Ag-Samen, dem mizellaren Templat CTAB und NaOH. Der durchschnittliche Durchmesser von Ag-Keimen beträgt 4 nm. In dieser Arbeit wird die relative Konzentration von Saat- und Basenkonzentration von Ag ⁺ spielen eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Nanomaterialien mit größerem Aspektverhältnis. CTAB ist auch für die Herstellung einer hohen Ausbeute an Stäbchen erforderlich. Das Bild von TEM (Abb. 2) zeigt die Form von Nanostäbchen und Nanodrähten.

a Formgetrennte Silbernanostäbchen aus einer Präparation mit 0,06 mL Saat. b Formgetrennte Silber-Nanodrähte [34]

Silbernanostäbchen wurden von Lee et al. [35]. Beim keimvermittelten Wachstumsverfahren werden zunächst kleine Metallpartikel hergestellt und später als Keime für die Herstellung von Nanostäbchen verwendet. Die Silberkeime wurden durch Reduktion von Silberionen mit Natriumborhydrid in Gegenwart von Natriumcitratdihydrat als Stabilisator hergestellt. Diese Silberkeime wurden in die Lösung gegeben, die mehr Silbersalz, eine Ascorbinsäure (schwaches Reduktionsmittel) und ein CTAB enthielt. In dieser Studie kontrollierten die Reaktionstemperatur und der pH-Wert das Aspektverhältnis und die Gleichförmigkeit der resultierenden Stäbchen. Eine Erhöhung der Reaktionstemperatur führte zu einem verringerten Aspektverhältnis der Silbernanostäbchen und einer erhöhten Größe der monodispersen Partikel. Auch eine Erhöhung des pH-Wertes zeigte ähnliche Ergebnisse. Wenn die Reaktionstemperatur und der pH-Wert erhöht wurden, wurde die Reduktionsrate von Silber weiter erhöht. Im Experiment wurden Silbernanostäbchen mit hohem Aspektverhältnis und Monodispersität unter den Bedingungen von 30 °C und pH 10,56 synthetisiert. Silbernanostäbchen wurden durch elektrochemische Methoden aus einer wässrigen Lösung von AgNO₃ . synthetisiert in Gegenwart von Polyethylenglycol (PEG) von Zhu et al. [36]. Es wurde festgestellt, dass die Konzentration von AgNO₃ und PEG beeinflussten die Bildung der Nanostäbchen.

Murphyet al. eine bessere Methode zur Herstellung von Silbernanodrähten, aber Suns [37, 38] Syntheseweg ist verfeinert. Sie synthetisierten Silber-Nanodrähte, indem sie AgNO₃ . reduzierten mit Ethylenglykol in Gegenwart von Samen und PVP. Der Reaktionsmechanismus ist wie folgt:

Als nächstes AgNO₃ und PVP wurden dem Reaktionssystem guttatim zugegeben, was die Keimbildung und das Wachstum von Silber ermöglichte und eine einheitliche Form und Größe von Nanodrähten bildete. Auf diese Weise wurden Silber-Nanodrähte mit Durchmessern von 30–40 nm und Längen bis ∼ 50 μm hergestellt. Die Auswirkungen verschiedener Reaktionsbedingungen (Temperatur, Reaktionszeit und Impfbedingungen) auf Morphologie und Größe wurden in diesem Aufsatz diskutiert. Abbildung 3 zeigt die Formen und Größen der gereinigten Nanodrähte.

a UV-Vis-Extinktionsspektren des Endprodukts vor und nach 3 Zyklen Zentrifugation und Trennung. b SEM und c TEM-Bilder einer gereinigten Probe von Silbernanodrähten [37]

Im UV-vis-Spektrum (Abb. 3a) ist zu erkennen, dass Silber-Nanodrähte nach der Reinigung eine deutliche Blauverschiebung der UV-vis-Absorption im Vergleich zur Originalprobe aufweisen. Der UV-Vis-Absorptionspeak erscheint bei 380 nm. Abbildung 3c zeigt, dass die Breite dieser Nanodrähte 40 nm beträgt. Die Nanodrähte mit der gleichen Breite können erhalten werden, was der beste Vorteil dieser Arbeit ist. Diese Nanodrähte können verwendet werden, um leitfähige Filme [39] und effiziente organische Solarzellen [40] usw. herzustellen.

Durch weitere Studien, wie PVP mit Silbernanodrähten reagierte, fanden Xie et al. [41,42,43] kamen zu dem Schluss, dass die PVP-Monoschicht mit Ag-Nanodrähten über Ag-O-Bindungen reagiert. Auf dieser Grundlage haben Xie et al. [44, 45] beobachteten die Existenz von Mehrfachzwillingen in Experimenten, die bewiesen, dass Xia bei Mehrfachzwillingen einer der Schlüsselfaktoren bei der Bildung von Ag-Nanodrähten ist. Die Kontrolle der anfänglichen Silbernitratmenge oder die Reduzierung der anfänglichen Reduktionsrate von Silbernitrat fördert die Bildung von Silbernanodrähten in der Lösung [46, 47]. Die spezifische Methode, die sie verwendeten, bestand darin, die Reaktion des Metallsalzes und des Silbernitrats zu kontrollieren, indem man der Reaktionslösung Chlorionen zusetzte oder die Freisetzungsrate von Silberionen verringerte.

Tanget al. [48] ​​synthetisierten größenkontrollierte Silbernanodrähte durch Hinzufügen von Edelstahlgewebe zu dem System, das eine höhere Ionenkonzentration aufweist. Es ist hauptsächlich so, dass das Edelstahlgewebe mit Salpetersäure reagieren kann, was hilfreich sein kann, um die Korrosion der mehreren Kristallkörner zu verhindern. In Gegenwart von Chloridionen stellten sie mithilfe der Hydrothermalmethode, der Mikrowellenmethode und anderer experimenteller Methoden einheitliche Silbernanodrähte her [49, 50]. Silbersulfid-Nanopartikel sind ein neuartiger Halbleiter, der leicht durch die Reaktion von Schwefelionen mit Silberionen synthetisiert wird. Silbersulfid-Nanopartikel können Elektronen bereitstellen und dafür sorgen, dass Silberionen an der Oberfläche adsorbiert werden und als Kern und Reduktionsmittel wirken. Gleichzeitig können auch Silberatome auf der Oberfläche von Ag₂ . abgeschieden werden S um Ag₂ zu bilden S@Ag-Keime und spielen eine Rolle bei der selbstkatalytischen Reduktion, die der Bildung von Silber-Nanodrähten förderlich ist [51].

Synthese von Ag-Nanosphären

Quasisphärische Silbernanopartikel, die üblicherweise durch chemische Reduktionsverfahren synthetisiert werden, werden in vielen Arbeiten beschrieben, da Silberatome leicht dazu neigen, während des Syntheseprozesses von Silbernanopartikeln eine sphärische Struktur zu bilden. Im chemischen Reduktionsprozess werden üblicherweise Reduktionsmittel verwendet:Natriumborhydrid [52], Natriumcitrat [53], Hydrazinhydrat [54], Ascorbinsäure [55] und Wasserstoff [56]. Von allen Forschungsteams ist Xias Team das detaillierteste und umfassendste im Studium. Um die hohe Qualität einkristalliner Ag-Nanosphären [57] zu erreichen, verwenden sie ein neues Verfahren, das auf dem Nassätzen basiert, das sich von der chemischen Reduktion unterscheidet. Durch schnelles Mischen der Suspension einheitlicher Ag-Nanowürfel mit einer kleinen Menge Eisennitrat- oder Ferricyanid-basierter Ätzlösung könnten sie entweder die scharfen Ecken und Kanten abschneiden, um abgerundete Nanowürfel zu bilden, oder Nanokugeln ohne scharfe Merkmale erhalten, die den gleichen Durchmesser wie das Original haben Würfel. Weil bisherige Synthesemethoden keine einheitlichen Kugeln größer als ∼ 35 nm herstellen können. Insbesondere könnte diese Methode verwendet werden, um einheitliche Ag-Nanosphären mit einem breiten Größenspektrum herzustellen und neue Möglichkeiten für grundlegende Studien zu SERS zu eröffnen. In dieser Arbeit können die Ag-Kugeln mit der kleinsten Größe von 25 nm und der größten von 142 nm hergestellt werden. Abbildung 4 zeigt, dass die Silbernanowürfel in Quasi-Nanosphären geätzt wurden.

TEM-Bilder (a–c ) von 42 nm großen Ag-Würfeln, die mit PVP bedeckt wurden, wenn sie mit unterschiedlichen Volumina von 0,5 mM Eisennitrat geätzt wurden. a 0 μl. b 10 μl. c 100 μl. d Größenverteilungen berechnet aus 100 Partikeln in Teilen a und c [57]

Mit dieser Methode hergestellte AgNPs haben die regelmäßige Form und einheitliche Größe. Diese Silber-Nanokügelchen mit regelmäßiger Form und einheitlicher Größe können verwendet werden, um einen einheitlichen Gold-Nanokäfig herzustellen, der für die gezielte biologische Wirkstoffabgabe verwendet werden kann [58].

Lianget al. [59] berichteten über eine neue Technik zur Herstellung monodisperser Silbernanopartikel. Das PEG wird sowohl als Lösungsmittel als auch als Reduktionsmittel verwendet, und das PVP wird als Verkappungsmittel für die Synthese monodisperser Silbernanopartikel verwendet. Um einheitliche Nanokugeln mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 54 nm zu erhalten, verwendete Liang das PVP/AgNO₃ molar im Verhältnis 8 bei 260 °C. Abbildung 5 zeigt die TEM-, HRTEM- und XRD-Bilder von Silbernanokügelchen.

a TEM und b HRTEM-Bilder der bei 260 °C für 24 h präparierten Silbernanokügelchen mit dem Molverhältnis von PVP zu AgNO₃ von 8 und das SAED-Muster (Einschub) einer einzelnen Silbernanokugel mit einem Durchmesser von etwa 50 nm. c Pulver-XRD-Muster aus derselben Probencharge [59]

Aus dem TEM-Bild ist ersichtlich, dass die Größe der Ag-Nanokügelchen einheitlich ist. Darüber hinaus ist das Syntheseverfahren einfach und kann auf die Massenproduktion angewendet werden. Natürlich gibt es noch viele andere wissenschaftliche Arbeiten zum Studium von kugelförmigem Nanosilber. Aber in dieser Arbeit werden wir sie nicht wiederholen. Im nächsten Abschnitt werden wir drei Arten von Präparationsmethoden beschreiben, mit denen Silbernanopartikel unterschiedlicher Größe hergestellt werden. Wir erwarten, dass wir den Arbeitern, die sich mit der Untersuchung der Auswirkungen von Größe und Leistung beschäftigen, ein wenig Hilfestellung bieten.

Vorbereitung von AgNPs unterschiedlicher Größe

Es ist allgemein anerkannt, dass Silbernanopartikel mit unterschiedlichen Größen einen signifikanten Einfluss auf die Leistungsfähigkeit von Materialien haben. Dennoch stellen wir fest, dass nur wenige Veröffentlichungen systematisch die Herstellungsmethoden von Silbernanopartikeln unterschiedlicher Größe beschreiben. Daher haben wir im folgenden Abschnitt einige synthetische Methoden vorgestellt, in der Hoffnung, dass sie jemandem helfen können, der eine bestimmte Größe erreichen möchte.

Herstellung von 1–10 nm AgNPs

Silbernanopartikel kleiner Größe wurden im Allgemeinen durch das schnelle Reduktionsverfahren hergestellt, bei dem Natriumborhydrid als Reduktionsmittel verwendet wurde, und die Größe und Form der hergestellten Partikel waren nicht einheitlich. Shecharet al. [60] stellten 5–10 nm große Silbernanopartikel her, indem sie verschiedene Anteile von Natriumborhydrid und Natriumcitrat mischten, die als Reduktionsmittel verwendet wurden (wobei Natriumborhydrid vorzugsweise eine schnelle Nukleation reduziert und Natriumcitrat erneut reduziert wurde, um ein stetiges Wachstum aufrechtzuerhalten). Mit dieser Methode wurden die einheitliche Größe und Form von AgNPs erhalten. Die folgende Tabelle 1 zeigt die entworfenen Bedingungen für die Synthese von Silbernanopartikeln unterschiedlicher Größe.

Linet al. [61] stellten 2003 7–10 nm Silberpartikel mit einheitlicher Form und Größe her. Es wurde eine einfache Synthesemethode beschrieben, die es vorzieht, eng dispergierte Silbernanopartikel direkt herzustellen, anstatt Größenselektionsverfahren durch thermische Reduktion von Silbertrifluoracetat in . zu verwenden Isoamylether in Gegenwart von Ölsäure. Diese Direktsynthese ist synthetisch leicht zu kontrollieren und in der Lage, AgNPs mit Durchmessern im Bereich von 7–10 nm und einer engen Größenverteilung zu erhalten. Anstatt den traditionellen Ansatz zu verwenden, bei dem die Vorstufe von Silbersalzen und Reduktionsmittel in einem Lösungsmittel verwendet wird, wurde im Experiment eine Vorstufe aus einer einzigen Quelle in einem organischen Lösungsmittel verwendet. Aus diesem Grund wählten sie Silbertrifluoracetat als Single-Source-Precursor, da es leicht verfügbar ist und bei verschiedenen Temperaturen thermisch zu Silbermetall reduziert werden kann. Schließlich veränderten sie den Durchmesser von AgNPs, indem sie das Molverhältnis von Ölsäure zu Silbertrifluoracetat anpassten. Die folgende Abb. 6 zeigt die Hellfeld-TEM-Bilder und die entsprechende Partikelgrößenverteilungsanalyse von AgNPs, die bei einem Ölsäure/Silbertrifluoracetat-Molverhältnis von 10:1 für die Dauer von (A, B) 30, (C, D ) 90 und (E, F) 150 Min.

Hellfeld-TEM-Bilder und die entsprechenden Analysen der Partikelgrößenverteilung von AgNPs, die bei einem Ölsäure/Silbertrifluoracetat-Molverhältnis von 10:1 für eine Dauer von (a , b ) 30, (c , d ) 90 und (e , f ) 150 Minuten [61]

Ein einfacher Weg, monodisperse Silbernanopartikel mit einem Durchmesser von weniger als 10 nm in hoher Konzentration zu synthetisieren, wurde von Yang et al. [62]. Sie leisteten Pionierarbeit bei einer Methode, bei der Anilin als Reduktionsmittel und Dodecylbenzolsulfonsäure (DBSA) als Stabilisator verwendet wurde. Nach Zugabe von überschüssigem NaOH zum DBSA-Anilin AgNO₃ System war die Bildung von Silbernanopartikeln in nur 2 min bei 90 °C fast abgeschlossen (mit 94 % Ausbeute). Darüber hinaus beträgt die durchschnittliche Größe dieser resultierenden Silbernanopartikel 8,9 ± 1,1 nm, und das Kolloid kann bei Umgebungstemperatur mehr als 1 Jahr gelagert werden. Abb. 7 zeigt die TEM-, DLS- und XRD-Bilder von AgNPs.

a , b TEM-Bilder in zweifacher Vergrößerung von Silbernanopartikeln, die aus dem Reaktionssystem nach Zugabe von NaOH bei 90 °C für 1 h gesammelt wurden. c Entsprechendes Histogramm der Größenverteilung der Silbernanopartikel. d XRD-Muster von Silbernanopartikeln [62]

Die oben beschriebenen Verfahren zum Synthetisieren kleiner Silbernanopartikel erfolgen alle im Flüssigphasensystem. Zheng et al. [63] synthetisierten Silbernanopartikel mit einem Durchmesser von 2–4 nm im Festphasensystem. Sie synthetisierten lumineszierende und Raman-aktive Silber-Nanopartikel, indem sie die thermische Reduktionsmethode nutzten. Abbildung 8 zeigt die Größenverteilung, Struktur und Lumineszenzemission von 3-nm-Silber-Nanopartikeln, die durch Festphasen-Thermolyse erzeugt werden.

Größenverteilung, Struktur und Lumineszenzemission der 3 nm großen Silbernanopartikel, die mittels Festphasen-Thermolyse hergestellt wurden. a Niedrigauflösendes TEM-Bild dieser Nanopartikel. b Größenverteilung der Nanopartikel bestimmt aus TEM. c Hochauflösende TEM-Aufnahmen solch kleiner Silbernanopartikel zeigen eine stark multidomänenstruktur. d Lumineszenzbild dieser kleinen Silbernanopartikel, aufgenommen unter 488-nm-Laseranregung bei ~ 10 W/cm ² [63]

Herstellung von 10–100 nm AgNPs

Durch Bestrahlung mit 6 MeV-Elektronen wurden von Bogle et al. AgNPs mit einem Durchmesser von 10–60 nm synthetisiert. [64] in der Mischung aus Silbernitrat und PVP. Dieses Verfahren hat viele Vorteile, wie zum Beispiel die Effizienz der Zubereitung, eine hohe Produktivität und wenige Nebenprodukte. Abidet al. [65] stellten Silbernanopartikel unter Verwendung von Laserbestrahlung her, ähnlich der obigen Arbeit. Der Unterschied besteht darin, dass sie Natriumdodecylsulfat (SDS) als Verkappungsmittel zum Mischen mit Silbernitrat verwendeten und Silbernanopartikel mit einer Größe von 13–16 nm hergestellt werden können. Die Partikelgröße wird durch die Laserintensität und die Anfangskonzentration des SDS-Tensids gesteuert. Unter Verwendung von Ascorbinsäurereduktion wurden von Qin et al. [66]. Währenddessen nahm die Größe der Silbernanopartikel ab, wenn der pH-Wert des Reaktionssystems von 6,0 auf 10,5 anstieg. Ajithaet al. [67] nutzten die chemische Reduktion durch Einstellen des pH-Werts, um 14–31 nm große AgNPs zu erhalten. Sie verwendeten Ethanol als Lösungsmittel, Natriumborhydrid als Reduktionsmittel und Polyvinylalkohol (PVA) als Verkappungsmittel. Abbildung 9 zeigt den Bildungsmechanismus dieser Silbernanopartikel.

Schematische Darstellung der größenkontrollierten AgNP-Synthese unter Verwendung der chemischen Reduktionsmethode [67]

Auf ähnliche Weise wurden Ag-Partikel mit einem Durchmesser von 15–21 nm von Silvert, P. Y. et al. synthetisiert. [68] die eine Ethylenglykol-PVP-Lösung verwendet haben, um Silbernitrat unter bestimmten Temperaturbedingungen zu reduzieren. Die einheitlichen Quasi-Nanosphären wurden nach diesem Verfahren synthetisiert. Um die Löslichkeit von Silbernanopartikeln unterschiedlicher Größe nachzuweisen, wurden 10–80 nm Ag-Partikel von Rui Ma et al. [69]. Sie stellten dispersives kolloidales Silber nach dem Polyolverfahren her, das eine ausgereifte Herstellungsmethode ist [70]. Ihre Herstellungsmethoden basieren auf Silvert, P. Y, indem die Art des Schutzmittels geändert wird. In letzter Zeit ist die Studie zur grünen Synthese sehr feurig und Forscher verwenden normalerweise Aminosäuren oder die Reduzierung der Schale Ag ⁺ Silbernanopartikel zu synthetisieren. Denn ein umweltschonendes Syntheseverfahren kann das Problem der Giftstoffproduktion bei physikalischen und chemischen Aufbereitungsverfahren überwinden. Unter ihnen haben Maddinedi et al. [71] nutzten Tyrosin als Reduktionsmittel und Verkappungsmittel, um 13–33 nm große Silberpartikel herzustellen, indem der pH-Wert von 12 auf 10 eingestellt wurde. Mandal et al. [72] kamen zu den gleichen Ergebnissen. Sie verwendeten den Blattextrakt von Cinnamomum tsoi als Reduktionsmittel und Verkappungsmittel, um 11–31 nm große Silberpartikel herzustellen, indem sie das Volumen des Blattextrakts von Cinnamomum tsoi anpassten. Abbildung 10 zeigt die TEM- und SAED-Muster von AgNPs.

TEM-Bilder und SAED-Muster von Kolloiden das Volumen des Blattextrakts 4 ml (Ct4) (a –c ), Ct3 (d –f ) und Ct1 (g –ich ) Nanopartikel [72]

Abbildung 11 zeigt die dynamische Lichtstreuung (DLS) von AgNPs, wobei das Volumen des Blattextrakts auf 1, 3 und 4 ml variiert wurde.

Durchschnittliche Partikelgrößen für AgNPs Ct1 (a ), Ct3 (b ) und CT4 (c ) [72]

Natürlich gibt es viele andere Methoden, um Silberpartikel mit einer Größe von 1–100 nm herzustellen. Die obigen Papiere sind nur typisch. Wir machen diese Arbeit, weil wir hoffen, jemandem zu helfen, der eine bestimmte Größe synthetisieren möchte. Zusammenfassend sollte die Herstellung von Silbernanopartikeln auf eine schonende Synthese und kontrollierbare Größe ausgerichtet sein.

Herstellung von AgNPs durch biosynthetische Methoden

Die Biosynthese metallischer Nanopartikel mit Hilfe biologischer Systeme hat sich zu einem wichtigen Bereich der Nanobiotechnologie entwickelt. Biosynthetische Methoden sind bessere Kandidaten für die Herstellung von AsNPs, da umweltfreundliche Techniken in ihrem Herstellungsprozess verwendet werden und die Produkte für Bioanwendungen geeignet sind. Hier haben biosynthetische Verfahren eine Perspektive für Entwicklung und Forschung. Wir haben also eine detaillierte Diskussion für einige synthetische Fälle. 1999 haben Klaus et al. [73] verwendete zuerst Pseudomonas stutzeri Silbernanokristalle mit einer Größe von 200 nm zu synthetisieren. In der Folge wurde die Verwendung anderer Stämme zur Herstellung von Silbernanopartikeln stark entwickelt, wie beispielsweise Aspergillus flavus und Trichoderma. Und Kazemi et al. [74] synthetisierten erfolgreich Ag-Nanopartikel unter Verwendung von Geotricum sp. Geotricum sp. wurde in Sabro-Dextrose-Agar (SDA)-Medium bei 25 ± 1 °C für 96 h gezüchtet. Das Myzel wird verwendet, um Silbernitratlösung in Nanosilber umzuwandeln. Mit diesen Pilzen (Geotricum sp.) wurden Silber-Nanopartikel extrazellulär synthetisiert. Mit dieser effizienten, umweltfreundlichen und einfachen Synthesemethode können Ag-Nanopartikel von 30–50 nm synthetisiert werden. Aufgrund der Nutzung der Raumtemperaturbedingungen und des Verzichts auf schädliche Reduktionsmittel können wir dieses Verfahren als umweltfreundlich und kostengünstig einstufen. Kürzlich haben Laryssa et al. [75] stellten Silbernanopartikel unter Verwendung des zellfreien Filtrats des nematophagen Pilzes Duddingtonia flagrans her. In dieser Studie berichteten sie über einen einfachen biologischen Prozess zur Synthese von AgNPs unter Verwendung des nematophagen Pilzes D. flagrans. Verglichen mit der Biosynthese, die ein billiges, umweltfreundliches Verfahren mit hoher Ausbeute ist, ist die extrazelluläre Synthese, die keine zusätzliche Behandlung benötigt, um Partikel von lebenden Zellen zu trennen, ein einfacheres Verfahren. Biosynthetisierte und funktionalisierte AgNPs haben eine gute Stabilität und hohe Ausbeute, und die hervorragenden antibakteriellen, antimykotischen, antiviralen und krebshemmenden Eigenschaften machen sie zu einer vielversprechenden Zukunft in therapeutischen Anwendungen, was neue experimentelle Designs zur Verwendung des Pilzes D. flagrans ermöglicht.

Es ist ersichtlich, dass die Art des biologischen Mikroorganismus die neueste Forschungsrichtung in der Nanosilber-Studie sein wird.

Eigenschaften und Anwendungen von AgNPs

Eigenschaften und Anwendungen von AgNPs auf Antibiotika

In den letzten Jahren weckten die antibakteriellen Eigenschaften von Ag-Nanomaterialien allmählich die Besorgnis und es wurde über viele antibakterielle Anwendungen berichtet [76, 77]. Die antibakteriellen AgNPs mit unterschiedlichen Formen wurden von Helmlinger et al. [78]. By studying the cytotoxicity and antibacterial effect of four types silver nanometals, it can be seen that silver nanoparticles with different shapes own equal cytotoxicity, but it has different antibacterial effect. Meanwhile, particles with a higher specific surface area are more toxic for bacteria than particles with smaller specific surface areas. The dissolution kinetics is correlated to the estimated specific surface area of the particles where particles with a higher specific surface area dissolve faster than particles with a smaller one. The difference in the dissolution rate may be exploited to synthesize silver nanoparticles with a relative higher antibacterial effect and a lower cytotoxic effect towards tissue. However, Helmlinger et al. did not give a further detail study on the antibacterial effect of different sizes of AgNPs.

The antibacterial properties of silver particles with different sizes were studied by Agnihotri et al. [60]. It can be seen that 5 nm nanoparticles have the best antibacterial properties. It was found that the smaller particles exhibited the better antibacterial properties. The Fig. 12 shows the antibacterial properties of the different-sized silver nanoparticles.

Disk diffusion tests for different-sized silver nanoparticles against the E. coli MTCC 443 strain. The zone of inhibition is highlighted with a dashed circle indicating a noticeable antibacterial effect [60]

Silver extends its antibacterial properties by combining with other materials. Research about combining with other materials included SiO₂ @Ag [79], PLLA microcapsules combined with silver nanoparticles [80], electrodeposited chrome/silver nanoparticles (Cr/AgNPs) [81], graphene quantum dot/silver nanoparticles [82], Ag-decorated polymeric micelles with curcumin [83] and so on.

All the above studies are about the antibacterial properties of AgNPs. Next, we introduced the silver nanoparticles for antimicrobial application. It was found that the silver nanoparticles can be directly utilized as antibacterial agents which have been also testified by Kujda et al. [84]. It is shown that silver particles attach to the bacteria surface inducing disintegration, which enables their penetration inside the bacteria. In the future, the antibacterial properties of silver nanoparticles should be applied in industry by combining with other materials. For example, Meng et al. [85] made silver nanoparticles adhered to multilayered film-coated silk fibers with the aim to get antibacterial application. The as-prepared silk could effectively kill the existing bacteria and inhibit the bacterial growth, demonstrating the antimicrobial activity. Moreover, the release of Ag ⁺ for the modified silk can last for 120 h, rendering the modified silk sustainable antimicrobial activity. This work may provide a novel method to prepare AgNPs-functionalized antimicrobial silk for potential applications in textile industry. Figure 13 shows the surface morphologies of pristine silk fiber and coated morphologies of silk. By the EDS analysis, we can make sure that nanosilver was coated with silk.

Surface morphologies of pristine silk fiber (a ), (PAA/PDDA)8 film-coated silk fiber (b ), and AgNPs-(PAA/PDDA)8 film-coated silk fiber (c ). Inset:SEM image with higher magnification. (d ) EDS spectrum of AgNPs-(PAA/PDDA)8 film-coated silk. The arrow indicates the point randomly selected for the EDS analysis [85]

Other people like Zulfiqar Ali Raza et al. [86] investigated single-bath fabrication and impregnation of silver nanoparticles on enzymatic pretreated cotton fabric by using starch both as reducing as well as stabilizing agent under the autoclave conditions of 103.42 kPa, 121 °C for 15 min. The silver nanoparticles impregnated cotton fabrics showed good durable antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus strains. Figure 14 shows the formation mechanism of impregnation of silver nanoparticles on cotton fabric.

Schematic diagram of impregnation of silver nanoparticles on cotton fabric [86]

Recently, silver nanoparticles were coated with zirconia by Yamada et al. [87] for antibacterial prosthesis. In view of the pronounced antimicrobial properties and small toxicity of AgNPs, the biocompatible AgNPs-coated yttria-stabilized zirconia can be potentially utilized to control dental caries and periodontal disease. Maybe the inspiration about wound repair will be obtained by this study. The excellent antibacterial properties of silver nanoparticles can be revealed by the above studies. Moreover, this work will help someone who wants to do further research on antibacterial.

Properties and Applications of AgNPs on Fluorescence

Because nanomaterials with fluorescent property have a great application prospect. Many efforts have been devoted to study the fluorescent property [88, 89]. Research on fluorescent nanoparticles mainly concentrates on semiconductor particles, which are usually referred to as quantum dots. Among these, CdSe particles and ZnS particles have stronger fluorescent intensity. In spite of their broaden applications, quantum dots frequently still have some problems which are related to the intrinsic blinking of their luminescence and to toxicity issues that limit their applications in the health sciences [90]. Silver is expected to have lower toxicity and can be readily prepared reproducibly and with excellent solution stability. At the same time, Ag is readily detectable in the visible spectral region [91]. Because silver has the abovementioned advantages, the preparation of highly fluorescent silver nanoparticles is needed. Highly fluorescent silver nanoparticles were prepared by Maretti et al. [92] with a facile photochemical method, which can yield these materials with excellent long-term stability in just a few minutes. The method is used photogenerated ketyl radicals which can reduce Ag ⁺ from silver trifluoroacetate in the presence of amines. The conclusion they obtained is that the luminescence arises from particle-supported small metal clusters (predominantly Ag₂ ). Typically, silver nanoparticles show a distinct plasma band which has been between 390 and 420 nm in their past work. Due to the presence of small silver clusters, the study of the absorption band obtained was closer to 450 nm. Figure 15 shows the UV-vis absorption spectra of silver nanoparticles. Figure 16 shows the absorption (red), emission (green), and excitation (blue) spectra of Ag particles after 4 min of irradiation in tetrahydrofuran (THF) under the conditions of Fig. 15 and resuspension in toluene. From Fig. 16, we can draw the conclusion that the silver nanoparticles can emit green light. This property can be used for fluorescence diagnosis in biomedical field [93].

UV-vis absorption spectra following irradiation (350 nm, four lamps) of a toluene solution containing 2 mM silver trifluoroacetate, 2 mM I-2959, 2 mM cyclohexylamine. Reaction performed and monitored directly in a 0.7 × 0.3 cm quartz cuvette [92]

Absorption (red), emission (green), and excitation (blue) spectra of Ag particles after 4 min of irradiation in THF under the conditions of Fig. 15 and resuspension in toluene [92]

In order to distinguish these ultra-small particles, these nanoparticles which are smaller than 2 nm are usually called nanoclusters. In this size regime, metal nanoclusters become molecular species and size-dependent strong fluorescent emission can often be observed upon photoexcitation in the UV-visible range [94]. In particular, Ag nanoclusters, which show higher fluorescent intensity than Au nanoclusters in solutions, received considerable attention in the past few years owing to their great promise in a wide range of applications [95]. Fluorescent Ag nanoclusters were found to have wide applications in bio-imaging [96], chemical sensing [97, 98], fluorescence labeling [99], and single-molecule microscopy [100].

Properties and Applications of AgNPs on Catalysis

Since the addition of silver nanoparticles into reaction, the catalytic performance of the reaction has been significantly improved. Thus, nanocatalysis of silver nanoparticles has been a rapid growing research area which involves the use of nanoparticles as catalysts. As we all know, metals such as Ag, Au, Pt, and other metal ions can catalyze the decomposition of H₂ O₂ to oxygen [101]. Guo et al. found that when the AgNP colloid was added into the solution of luminol-H₂ O₂ , the chemiluminescence (CL) emission from the luminol–H₂ O₂ system could be greatly enhanced. AgNPs exhibited a better catalytic performance of CL than gold and platinum nanoparticles. The AgNPs-enhanced CL was ascribed to that AgNPs could catalyze the decomposition of H₂ O₂ to produce some reactive intermediates such as hydroxyl radical and superoxide anion. Figure 17 shows the effect of Ag colloid, Au colloid, Pt colloid, and filtrated solution of precipitated Ag colloid on luminol–H₂ O₂ CL [102].

Effect of Ag colloid (solid line), 38 nm Au colloid (dashed line), Pt colloid (dash-dot-dot line), and filtrated solution of precipitated Ag colloid (dotted line) on luminol–H₂ O₂ CL. The blank (filtrated solution of precipitated Ag colloid) signal was amplified by 100 times. Conditions:luminol, 1 × 10–4 mol/L; H₂ O₂ , 0.15 mol/L; pH 9.32 carbonate buffer for Ag, pH 12.0 NaOH for Au, pH 10.3 carbonate buffer for Pt [102]

Silver is the most popular catalyst when it has interaction with oxygen, water, carbon dioxide, ethylene, and methanol [103]. From the study that the catalytic properties of silver nanoparticles have accordingly changed can be realized. Jianget al. [104] enhanced the catalytic properties of Ag by combining silver nanoparticles with silica spheres, and they also applied it to the detection of dye reduction. The technique to support silver particles on silica spheres effectively avoids flocculation of nano-sized colloidal metal particles during a catalytic process in the solution, which allows one to carry out the successful catalytic reduction of dyes. Figure 18 shows how the absorbance spectrum of the dyes decreases when the dyes are reduced.

a Silver nanoparticles immobilized on silica spheres are illustrated. b The absorbance spectrum of the dyes decreases as the dyes are reduced by sodium borohydride. This process is catalyzed by silver nanoparticles. The arrow marks the increase of reaction time [104]

In addition, the catalytic properties of silver also have important applications in other areas, for example, wet-spun fibers [105].

Properties and Applications of AgNPs on Surface Plasmon Resonance

In 1902, Wood found the SPR phenomenon for the first time in an optical experiment and made a brief record about that, but until in 1941, a scientist named Fano explained the phenomenon of SPR. Over the next 30 years, the theory about SPR has not been further explored nor has it been put into practical application. In 1971, Kretschmann put forward prism coupling structure that settled the foundation for the structure of SPR sensor, and SPR theory started to be widely achieved for experiments. On this basis, the surface plasma resonance effect of silver nanoparticles was explored deeply. The most successful part of the applications of plasmonic structures was in the detection of molecules. This technique has been commercialized for propagating surface plasmons (PSPs) on continuous metal films. The films are chemically functionalized to selective bind target molecules like DNA strands or proteins. Upon binding the target molecule, the dielectric environment is altered around the surface of the metal film. Consequently, binding can be monitored by measuring the change in coupling geometry (i.e., the angle) between the metal film and the excitation source needed to generate PSPs [106, 107]. This technique plays a key role, and a number of commercially available instruments are widely used today in the biological sciences [108].

Recently, the combination of silver nanoparticles with other materials to improve their surface plasmon resonance performance is another way of development. The nanosilver particles were bonded with starch by Vasileva et al. [109], and the materials were applied as a surface plasmon resonance-based sensor of hydrogen peroxide. Figure 19 shows the change of hydrogen peroxide decomposition.

a Change of the LSPR absorbance strength with time due to the introduction of 10–3 mol/L H₂ O₂ solution in the as-synthesized Ag-NPs solution at a volume ratio 1:1.5; the inset shows the bubbles from H₂ O₂ decomposition generated by the catalytic reaction between hydrogen peroxide and starch-stabilized Ag-NPs. b UV-vis absorption spectra recorded 15 min after the introduction of hydrogen peroxide solution with different concentrations in the solution of Ag-NPs at a volume ratio 1:1.5. c relevant photographs of Ag-NPs dispersions 60 min after the introduction of hydrogen peroxide with different concentrations [109]

SPR has a wide range of applications in other fields such as life science, medical testing, drug screening, food testing, environmental monitoring, and forensic identification.

The SPR technology becomes an indispensable part in the field of biological chemistry, food, and drug monitoring. The applications of SPR biosensors will be more diversified. And especially its emerging application in small molecule detection and lipid field will make it play an increasingly important role in the film and biology. In recent years, its development is particularly rapid. With the continuous improvement of SPR instruments and the continuous enhancement of biological membrane construction capability, SPR biosensor has a bright future.

Applications of AgNPs on Nanosensors

Due to the great research prospect of silver nanoparticles in nanosensors, many researchers have devoted to study it [110, 111]. So, we pick three representative examples to write in detail. Among them Zhu et al. [110] fabricated rhombic silver nanoparticles for biosensing. The rhombic silver nanoparticles were prepared by follow method. The mixed solution (polystyrene nanospheres and glass nanospheres with fluorocarbon surfactant) was coated onto the glass substrate to form a deposition mask, and then followed by hydrofluoric acid etching to remove the glass nanospheres. After that, the Ag metal thin film was deposited through the nanosphere masks using thermal evaporation or electron beam evaporation. After removal of the polystyrene nanospheres by sonication in absolute ethanol for 3 min, well-ordered rhombic AgNPs array was finally obtained on the substrates. The rhombic AgNPs array was single particle dimension of 140 nm in-plane width and 47 nm out-of-plane height. To prepare the biosensing, the Ag nanorhombuses are firstly functionalized using the self-assembly monolayer technique. Then assisting with 1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl] carbodiimide hydrochloride, we covalently attached biotin to the carboxylate groups. The advantage of this biosensor is that the rhombic AgNPs array-based sensor with more hot spots has higher sensitivity than that of the traditional Ag triangular nanoparticles-based sensor. A detection of high sensitivity of the bio-molecule in lower concentration has been realized by means of the LSPR-based nanobiosensor. This type of biosensor will have potential applications in many fields such as medical science and biological technology. Meanwhile, M. Ghiaci et al. [111] utilized silver nanoparticles compounds as new electrochemical sensors for glucose detection. These electrochemical sensors were prepared based on synthesizing of two amine compounds bounded to silica support. The size of used AgNPs is 10 nm. The electrochemical sensor prepared by this method has a lower limit of glucose detection than other electrochemical sensors. This type of nanosensors will be more conducive to diabetes detection and treatment. Silver nanoscale sensors can also be used for environmental detection such as Li et al. [112] synthesized aza-crown ether (ACE)-modified silver nanoparticles as colorimetric sensors for Ba ²⁺ . What is more, colorimetric sensors merely need minimal instrumentation, achieve high sensitivity, and thus can make on-site detection even easier. The colorimetric sensors were synthesized by silver nanoparticles efficiently conjugated with CS₂ –ACE. ACE-modified AgNPs have good recognition of Ba ²⁺ , with the detection limit of 10 ^− 8 mol/L.

In addition to the abovementioned, silver nanosensors also have other different applications that are worth us to explore.

Other Applications

Ag nanomaterials also have many other applications in various fields, such as nanoscale detection [113] and solar cells.

Silver nanoparticle and its complex can be used for solar cells to enhance photoelectric conversion efficiency and photovoltaic performances [114,115,116].

Shen et al. [114] enhanced photovoltaic performances of polymer solar cells by incorporating Ag–SiO₂ core–shell nanoparticles in the active layer. They creatively incorporated Ag–SiO₂ core–shell nanoparticles (Ag–SiO₂ -NPs) into photo−/electro-active layers consisting of poly(3-hexylthiophene) (P3HT) and phenyl-C₆₁ -butyric acid methyl ester (PCBM) in polymer solar cells (PSCs). By this way, the photovoltaic performance of PSCs have largely been enhanced. The results demonstrate a 13.50% enhancement of short-circuit photocurrent density and a 15.11% enhancement of power conversion efficiency as the weight percent of doped Ag–SiO₂ -NPs is 1.5 wt% in the active layer of corresponding PSCs. In the later research, bare silver nanoplate (Ag-nPl) were spin-coated on indium tin oxide and silica capsulated Ag-NPs were incorporated to a PBDTTT-C-T:PC71BM active layer by Shen et al. [115]. As a result, the devices incorporated with Ag-nPl and Ag@SiO₂ -NPs showed great enhancements. With the dual effects of Ag-nPl and Ag@SiO₂ -NPs in devices, all wavelength sensitization in the visible range was realized; therefore, the power conversion efficiency of PSCs showed a great enhancement of 14.0 to 8.46%, with an increased short-circuit current density of 17.23 mA cm ^− 2 . Importantly, the methodology of multiple shape combination of metallic nanoadditives improves the photovoltaic performance of PSCs very effectively compared to the single-shape method.

Thus, Ag is a promising material for the conversion of solar energy into electricity and good detection. In addition to the abovementioned, Ag also has many other applications, but it still needs people to further explore it.

Conclusions

This work reviewed the development progress of Ag nanomaterials on synthesis methods and applications. Different shapes of Ag nanostructures had been synthesized such as cubic, rod-shaped, and sphere-shaped, Ag nanostructure obtained by chemical synthesis and microwave methods were successfully prepared. In addition, different size of AgNPs have been synthesized such as 1–10 nm, 10–100 nm, AgNPs obtained by chemical synthesis, laser ablation, and green synthesis. Meanwhile, it has been successfully applied to many fields, such as antibacterial, fluorescence, catalysis, SPR, and nanosensors, and it is expected to use in other fields. In fact, there are still limitations for their practical applications in photoelectric and medical fields because it often requires complex preparation process, and the yield is very low. In most cases, AgNPs are easy to agglomerate, which will greatly reduce its optical properties. Therefore, it is necessary to utilize surface active agent to achieve a good effect. Although, there are so many challenges, the advances in nanoscience and nanotechnology of silver still promise a better future for many kinds of industries. In conclusion, the future research of silver nanoparticles should be directed towards biosynthetic, size controllable, and uniform shape preparation. And the future application of AgNPs-based will be utilized in new energy battery or wearable intelligent equipment by its excellent localized surface plasmon resonance effect and antibacterial activity. In addition, AgNPs-based materials can be further utilized for applications in nanodevices by self-assembly and molecular molding technology.

Abkürzungen

ACE:

Aza-crown ether

Ag-nPl:

Silver nanoplate

AgNPs:

Ag nanoparticles

CL:

Chemiluminescence

CTAB:

Cetyltrimethyl ammonium bromide

DBSA:

Dodecyl benzene sulfonic acid

DLS:

Dynamische Lichtstreuung

EDS:

Energiedispersive Spektroskopie

fcc:

Face-centered cubic

HRTEM:

Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie

LSPR:

Lokalisierte Oberflächenplasmonenresonanz

MTCC:

The name of bacteria

MTPs:

Multiply twinned particles

P3HT:

Poly(3-hexylthiophene)

PAA:

Poly(acrylic) acid

PBDTTT-C-T:

Poly[4,8-bis((2-ethylhexyl)thiophen-5-yl)-benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene-2,6-diyl]-alt-[2-(20-ethylhexanoyl)-thieno[3,4-b]thiophene-4,6-diyl]}

PC71BM:

Fullerene derivatives acceptor material C71-butyric acid methyl ester

PCBM:

Phenyl-C₆₁ -butyric acid methyl ester

PDDA:

Poly(dimethyldiallylammonium chloride)

PEG:

Polyethylene glycol

PLLA:

Poly(L-lactide)

PSCs:

Polymer solar cells

PSPs:

Propagating surface plasmons

PVA :

Poly-vinyl alcohol

PVP:

Poly-vinyl pyrrolidone

SDA:

Sabro dextrose agar

SDS:

Sodium dodecyl sulfate

SEM:

Rasterelektronenmikroskop

SERS:

Oberflächenverstärkte Raman-Streuung

SPR:

Oberflächenplasmonenresonanz

TEM:

Transmissionselektronenmikroskop

THF:

Tetrahydrofuran

UV-vis:

Ultraviolet-visible

XRD:

Röntgenbeugung