Brevet FR2920003A1 — publié le 20090220

PREPARATION DE NANOPARTICULES D'ARGENT COLLOÏDALE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne les nanotechnologies, en particulier la présente invention concerne un procédé de préparation de nanoparticules d'argent ayant une dimension bien contrôlée dans une solution de tensioactifs. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Les nanotechnologies sont l'étude et le traitement de substances de matériaux à l'échelle des nanomètres. Un nanomètre est égal à 10-9 m. La plage préférée au niveau international pour la recherche et les études concernant les nanotechnologies est située entre 0,1 nm et 100 nm. Cette technologie a été utilisée en médecine pour les vecteurs de médicaments, les colorants cellulaires, la séparation des cellules, le diagnostic clinique et la désinfection. Au cours des décennies passées, comparées avec les microparticules métalliques conventionnelles, les nanoparticules métalliques présentent d'excellentes qualités comme un plus grand rapport de la surface au volume, une énergie superficielle importante, une ductilité accrue après une sollicitation de pression, une plus grande dureté, une plus grande chaleur spécifique et analogues (C. Suryanarayana, F.H. Froes, Metallugial Transactions A 1992, 23, 1071). Les nanoparticules sont des matériaux extrêmement importants qui présentent une utilité dans différents domaines allant des nanotechnologies, de l'optique non linéaire, des diodes laser, des petits capteurs, des marqueurs de médicaments, du séquençage des gènes aux catalyseurs, de sorte que l'applicabilité des nanoparticules métalliques fait l'objet d'un très grand intérêt dans les industries et les sciences liées aux matériaux. Par exemple, une réaction catalytique parmi celles qui peuvent tirer profit de la grande conversion de la réaction catalytique d'un hydrocarbure insaturé est notée en particulier (L.N. Lewis, Chem, Rev, 1993, 93, 2693). Les nanoparticules métalliques ont des applications étendues dans différentes industries comme l'agriculture, l'élevage de la volaille et du bétail, l'industrie textile, l'industrie des polymères, etc. On sait que des métaux comme l'argent, le cuivre, le mercure et le zinc ont des propriétés antibactériennes. Les bactéries traitées par ces métaux n'acquièrent pas de résistance contre ces métaux. De ce fait, les métaux antibactériens présentent des avantages par rapport aux antibiotiques conventionnels qui entraînent souvent une sélection de micro-organismes résistants aux antibiotiques. Des tentatives ont été faites dans l'état de la technique pour produire une solution à base d'argent, incluant de l'argent colloïdal, dont certaines ont été plus couronnées de succès que d'autres. Cependant, parmi les produits à base d'argent disponibles actuellement, beaucoup sont instables et perdent de l'argent par précipitation. Un colloïde vrai agit en maintenant les particules colloïdales en suspension pendant une durée de plusieurs années, et peut-être indéfiniment. Conventionnellement, les nanoparticules d'argent ont été préparées par différents procédés comme les procédés de coprécipitation en solution aqueuse, les procédés électrochimiques, les procédés à aérosol, à microémulsion inversée, de dépôt chimique en phase liquide, de réduction photochimique, de réduction chimique en solution et d'irradiation UV. Toutefois, tous ces procédés présentent des limitations dans la maîtrise de la dimension des particules et dans la production des particules à l'échelle industrielle. Pour surmonter ces limitations, des tensioactifs ont récemment été utilisés (WO99/43427). Il existe aussi de nombreux procédés pour la préparation de particules métalliques colloïdales de dimension nanométrique. Par exemple, le brevet US n 6 572 673 décrit un procédé pour préparer 30 des nanoparticules métalliques comprenant la réaction d'un sel métallique approprié et d'un tensioactif anionique contenant un groupe anionique tel qu'un groupe carboxylique, un groupe sulfate ou un groupe sulfonate comme agent réducteur dans l'eau à reflux à une température de 50-140 C. Le brevet US n 6 979 491 décrit des nanoparticules qui sont préparées sans utiliser d'ammoniac ou d'ammoniaque. Un fil antimicrobien est utilisé de préférence pour produire des étoffes, en particulier pour le traitement des patients ayant des brûlures ou des plaies. Le brevet US n 6 660 058 décrit la préparation d'argent allié avec un autre élément comme le platine (Pt), le palladium (Pd), l'or (Au), l'aluminium (Al), le cadmium (Cd) et le soufre (S) dans une solution de tensioactif. De ce fait, il serait avantageux de fournir un procédé pour produire des nanoparticules d'argent colloïdal de manière très simple, rapide et facile à 15 mettre en oeuvre. RESUME DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de fournir un procédé de préparation simple de nanoparticules d'argent ayant une dimension bien maîtrisée 20 dans une solution de tensioactif. Ce procédé consiste à faire réagir un sel d'argent et un tensioactif anionique ou un tensioactif non ionique, et un agent réducteur dans l'eau à la température ambiante pour réduire ledit sel d'argent en particules d'argent ayant une dimension de particules uniforme. Le colloïde de nanoparticules d'argent peut être préparé par les 25 étapes suivantes : (1) dissolution de cristaux de nitrate d'argent dans l'eau distillée ; (2) addition d'un tensioactif, comme un LABS (alkylbenzènesulfonate linéaire) à la solution ; et (3) addition d'un agent réducteur à la solution. L'agent réducteur préféré est l'hydrazine. En outre, la présente invention fournit des procédés pour utiliser le 30 colloïde de nanoparticules d'argent. Le colloïde de nanoparticules d'argent peut être utilisé dans différents produits pour les soins de santé, médicaux et industriels. De préférence, les particules d'argent ainsi obtenues ont un diamètre inférieur à 10 nm. De préférence également, ledit sel d'argent est présent 5 à raison de 0,0032-128 g. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention, ainsi que ses nombreux avantages, peut être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et des dessins 10 dans lesquels : - La figure 1 montre l'absorption UV de particules d'argent préparées en présence de différents tensioactifs. - Les figures 2(A) à 2(C) montrent les distributions de dimensions de particules de particules d'argent préparées dans différents 15 tensioactifs. - La figure 2(A) concerne LABS, qui est un tensioactif anionique. - La figure 2(B) concerne le SDS, qui est un tensioactif anionique. 20 - La figure 2(C) concerne le Tween 20 qui est un tensioactif anionique. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION PREFERE Comme décrit ci-dessus, l'invention fournit un procédé pour préparer des 25 nanoparticules métalliques au moyen d'un tensioactif anionique et non ionique et d'un sel métallique approprié et d'un agent réducteur, le sel métallique pouvant être réduit efficacement en nanoparticules métalliques ayant une dimension de particules uniforme. Les tensioactifs appropriés qui sont utiles dans le procédé selon l'invention 30 sont un LABS (alkylbenzènesulfonate linéaire), le Tween 20 (polysorbate 20), le Tween 60 (polysorbate 60), le Tween 80 (polysorbate 80), le SDS (dodécylsulfate de sodium). Les meilleurs résultats ont été obtenus avec un LABS. Généralement, la quantité ou la concentration du tensioactif utilisé dans l'invention peut être, mais pas limitée à, 0,05-20 % en masse, de préférence 2-5 % en masse. Des agents réducteurs appropriés qui sont utiles dans le procédé selon l'invention sont l'hydrazine, NaBH4, LiBH4, le glucose. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec l'hydrazine. Généralement, la quantité ou la concentration du réducteur, comme l'hydrazine, utilisé dans l'invention peut être, mais pas limitée à, 1 x 10"5 - 10 g. De préférence, la quantité est 3 x 10-4 - 5 x 10-3 g. Ce colloïde de nanoparticules d'argent est préparé à la température ambiante et en une durée de réaction de 1 h, et il est possible de synthétiser ce colloïde en une plus courte durée. Le procédé pour préparer des nanoparticules métalliques selon l'invention présente les avantages suivants : a) Maîtriser la dimension des nanoparticules par un procédé simple. b) Facile à utiliser, sans qu'une spécialité particulière soit nécessaire. c) Application étendue. d) Effets secondaires minimes sur l'organisme. e) C'est un insecticide fort contre les microbes. f) Composés stables. g) Particules extrêmement petites (nanoparticules). h) Courte durée pour la synthèse. i) Utilisation d'un solvant aqueux à la place d'un solvant organique. Le procédé selon la présente invention est décrit ci-dessous en se référant aux exemples suivants qui sont illustratifs et qui ne devraient pas être considérés comme limitant le cadre de l'invention. Exemple 1 4,5 g de LABS (alkylbenzènesulfonate linéaire) ont été dissous dans 95 ml d'eau distillée puis ajoutés à une solution contenant 0,32 g de nitrate d'argent. Après un mélange soigneux, 0,2 g de solution d'hydrazine (0,03 M) a été ajouté à la solution, de sorte qu'une solution colloïdale jaunâtre d'argent s'est formée. Le spectre UV-Vis de la solution réactionnelle révélait une bande d'absorption à environ 415 nm qui est la bande d'absorption caractéristique des nanoparticules d'argent. Les résultats de la diffusion dynamique de la lumière de la solution réactionnelle, montrées sur la figure 2(A), montrent que la dimension moyenne des particules est 4,5 nm. Exemple 2 Le même processus que dans l'exemple 1 a été répété, à ceci près que les 4,5 g de LABS ont été remplacés par 4,5 g de SDS (dodécylsulfate de sodium). Le spectre UV de la solution colloïdale de nanoparticules d'argent obtenue est représenté sur la figure 1, et la dimension moyenne de particules était 78,2 nm comme le montre la figure 2(B). Exemple 3, Du Tween 20 (polysorbate 20) a été utilisé à la place du LABS dans l'exemple 1. Le spectre UV de la solution colloïdale de nanoparticules d'argent obtenue est montré sur la figure 1 et la dimension moyenne de particules était 32,5 nm comme le montre la figure 2(C). Exemple 4 Les nanoparticules d'argent colloïdal préparées dans les exemple 1-3 ont été examinées pour déterminer l'activité antimicrobienne du colloïde. 1. Fournir un milieu de culture stérile de gélose nutritive (NA) et l'étaler à l'état pur. 2. Fournir une suspension microbienne de souche standard de bactéries E. coli (ATCC 25 922), pour le procédé de McFarland, c'est-à-dire une concentration de 158 cfu/mI. 3. Fournir une suspension microbienne d'une concentration de 105 à partir de la suspension ci-dessus. 4. Mélanger 1/3 de colloïde de nanoparticules d'argent et 2/3 de bactéries fournies. 5. Cultiver le produit mélangé obtenu dans l'étape précédente sur du milieu de culture de gélose nutritive. 6. Placer les plaques à l'incubateur à 25 C pendant 24 h. 7. Au bout de 24 h, prélever une anse sur ces plaques et placer sur un nouveau milieu de gélose nutritive. 8. Au bout de 24 h à l'incubateur, examiner les plaques en ce qui concerne le nombre de colonies bactériennes. Résultats : Aucune colonie ni aucun signe de croissance bactérienne n'a été observé sur la plaque du groupe expérimental. De nombreux changements et de nombreuses modifications peuvent bien entendu être apportés au mode de réalisation de l'invention décrit ci-25 dessus sans s'écarter de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de synthèse de nanoparticules d'argent caractérisé en ce qu'il consiste à faire réagir un sel d'argent et un tensioactif anionique ou un tensioactif non ionique et un agent réducteur dans l'eau à la température ambiante pour réduire ledit sel d'argent en particules d'argent ayant une dimension de particules uniforme. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tensioactif anionique ou ledit tensioactif non ionique comprend : LABS, Tween 20, 10 Tween 60, Tween 80 ou SDS. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent réducteur comprend l'hydrazine, NaBH4, LiBH4 ou le glucose. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules d'argent ont un diamètre inférieur à 10 nm. 15 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite réaction est conduite pendant environ 1 h. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite réaction est conduite en moins de 1 h. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite synthèse 20 de nanoparticules d'argent est conduite en solution aqueuse. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tensioactif anionique ou ledit tensioactif non ionique est présent à raison de 0,05-20 % en masse. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit agent 25 réducteur est présent à raison de 1 x 10-5 û 10 g. 10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit sel d'argent est présent à raison de 0,0032-128 g.