Сучасні методи одержання нанокристалічних та тонкодисперсних порошків на основі ZrO₂ (Огляд). IV. Біологічні методи (“зелений синтез”)

Анотація

Біологічні методи (“зелений синтез”), що здійснюються з використанням природних об’єктів (бактерій, грибів, водоростей, рослин тощо), розроблено у XXI сторіччі в країнах Південної та Східної Азії, Південної Америки, Близького Сходу. Показано, що механізм утворення наночастинок ZrO₂ при використанні мікробних систем (бактерій та грибів) включає біосорбцію та біовідновлення. Синтезовано первинні частинки округлої та стрижнеподібної форм, за фазовим складом — суміш m-ZrO₂ та t-ZrO₂. Ці порошки мають ефективну антимікробну та антибіоплівкову дію, перспективні для доставки ліків, чутливих до рН, і для створення біосенсорів. Розглянуто використання різноманітних рослинних екстрактів у методиках термічного розкладання, спільного осадження, золь-гель технології, горіння розчинів, гідротермального синтезу. Показано, що зростання наночастинок  ZrO₂ у процесі “зеленого синтезу” проходить три стадії: активації, зростання та завершення. Одержані порошки ZrO₂ перспективні для розробки нового різновиду антимікробних засобів, препаратів проти раку, фотокаталізаторів для очищення стічних вод, наповнювачів у полімерних нанокомпозитах, нанодобавок для підвищення  ефективності роботи дизельних двигунів. Розроблено порошки композиційного складу ZrO₂/RGO з покращеними протираковими властивостями, ZrO₂/PdO, ZrO₂ : Sm³⁺ (11% (мол.)) для фотокаталізаторів та ZrO₂ : Mg (0,1–5% (мол.)) для  нанолюмінофорів  у пристроях відображення. Метод синтезу вихідних порошків обирають залежно від призначення майбутнього матеріалу. Синергічний ефект фізико-хімічного та біологічного підходів у процесі “зеленого синтезу” розширює можливості для мікроструктурного проєктування функціональних матеріалів на основі ZrO₂ різного призначення.