Chemie Einzelne Silber-Nanopartikel in Echtzeit beobachtet
Die Partikel wirken antibakteriell und entzündungshemmend. Medizin und Nahrungsmittelindustrie nutzen sie. Aber über die Wirkweise und den Abbau ist bislang wenig bekannt.
Winzige Silber-Partikel, die gerade einmal ein Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haares messen, werden in der Medizin, in Nahrungsmitteln und Sportartikeln genutzt, weil sie antibakteriell und entzündungshemmend wirken. Es gibt jedoch widersprüchliche Befunde dazu, wie sie in ökologischen und biologischen Systemen reagieren und abgebaut werden.
Ein Problem: Bislang können immer nur viele Partikel gleichzeitig untersucht werden; doch ihre Eigenschaften können individuell stark variieren. Mit einer Kombination von Methoden ist es RUB-Chemikern um Prof. Dr. Kristina Tschulik nun gelungen, die chemischen Reaktionen von einzelnen Silber-Nanopartikeln in Echtzeit zu beobachten. Die Gruppe berichtet über die Ergebnisse im Journal of the American Chemical Society vom 11. Juli 2018.
Farbe gibt Aufschluss
Mit elektrochemischen und spektroskopischen Methoden machten die Chemikerinnen und Chemiker die Silberpartikel als farbige Bildpunkte sichtbar. Anhand der Farbänderung der Punkte konnten sie in Echtzeit verfolgen, was in einem elektrochemischen Experiment passiert.
Dadurch wird die Lebensdauer der Nanopartikel extrem verlängert.
Kristina Tschulik
Mit dem Versuch stellte das Team die Oxidation von Silber in Anwesenheit von Chlorid-Ionen nach, wie sie häufig in ökologischen und biologischen Systemen erfolgt. „Bislang ging man meist davon aus, dass sich die Silberpartikel in Form von Silberionen auflösen“, beschreibt Kristina Tschulik, Mitglied im Exzellenzcluster Resolv. Im Experiment bildete sich jedoch schwerlösliches Silberchlorid.
„Dadurch wird die Lebensdauer der Nanopartikel extrem verlängert und ihr Abbau unerwartet drastisch verlangsamt“, resümiert Tschulik. „Das ist gleichermaßen für Gewässer wie für Lebewesen wichtig, weil sich das Schwermetall Silber durch diesen Mechanismus lokal anreichern könnte, was für viele Organismen toxisch sein kann.“
