《South African Journal of Chemical Engineering》：Extract-Dependent Size Control of Silver Nanoparticles Using Tropical Artisan Tea Extracts under Identical Green Synthesis Conditions
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本研究针对植物介导绿色合成银纳米颗粒（AgNPs）难以在不改变反应条件或添加化学助剂情况下实现尺寸可控的挑战，研究人员开展了利用蝶豆花、茉莉花茶和洛神花三种热带手工茶提取物在严格相同的温和条件下合成AgNPs的主题研究。结果表明，通过选择不同植物提取物，可成功制备出平均尺寸分别为5.9 nm、10.5 nm和16.1 nm的球形AgNPs，首次证明了仅通过植物选择即可实现三种离散尺寸等级的AgNPs制备，为绿色纳米技术提供了可持续的尺寸调控新策略。
在纳米技术蓬勃发展的今天，银纳米颗粒（AgNPs）因其独特的物理化学性质而备受关注，从生物医学到电子元件，其应用前景广阔。然而，传统的化学合成方法往往依赖有毒试剂，对环境不友好，这促使科学家们转向更可持续的"绿色合成"途径。其中，利用植物提取物来还原银离子（Ag+）制备AgNPs尤为引人注目，因为植物富含的天然成分既能作为还原剂，又能起到稳定纳米颗粒的作用。但一个长期存在的难题是：如何在不改变反应条件（如温度、pH值）或不添加额外化学物质的情况下，仅通过选择不同的植物来源来实现对AgNPs尺寸的精确控制？现有的研究多是在不同的实验条件下评估单一植物提取物，使得难以分离出植物提取物成分本身对纳米颗粒尺寸的内在影响。
正是在这一背景下，由Intan Nurul Rizki领衔的研究团队在《South African Journal of Chemical Engineering》上发表了一项创新性研究。他们巧妙地将目光投向了三种在热带地区资源丰富的手工茶植物：蝶豆花（Clitoria ternatea）、茉莉花茶（Jasminum sambac）和洛神花（Hibiscus sabdariffa）。这些植物不仅易于获取，更重要的是，它们含有丰富的植物化学物质（如多酚、黄酮类化合物），这些物质在纳米颗粒的合成中扮演着关键角色。研究团队设计了一个简洁而巧妙的实验：在完全相同的合成条件下（2 mM 银前驱体、5% v/v 粗提物、pH 10、室温），分别使用这三种茶的提取物来合成AgNPs，旨在回答一个核心问题——仅凭植物提取物本身的差异，能否实现对AgNPs尺寸的有效调控？
为了开展这项研究，研究人员首先制备了三种手工茶植物的水提物。将植物材料洗净、切碎、烘干并研磨成粉后，用蒸馏水沸煮提取，过滤后即得粗提物，这些提取物将作为合成AgNPs过程中唯一的还原剂和稳定剂。随后，在严格的相同条件下（银前驱体浓度、提取物添加量、pH值、温度、反应时间均一致）进行AgNPs的合成反应，通过溶液颜色变化初步判断纳米颗粒的形成。对合成的AgNPs进行了详细的表征：利用紫外-可见光谱（UV-Vis spectroscopy）确认AgNPs的形成并分析其表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）特性；通过透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）观察纳米颗粒的形貌和尺寸；并使用Image-J软件对TEM图像进行分析，统计得到纳米颗粒的尺寸分布。
研究结果清晰地回答了最初的科学问题。UV-Vis光谱显示，三种提取物合成的AgNPs胶体均出现了特征性的SPR吸收峰，但峰的位置略有差异：蝶豆花（CT）提取物合成的AgNPs SPR峰在约410 nm，茉莉花茶（JS）的在约420 nm，而洛神花（HS）的在约430 nm。这种逐渐的"红移"现象暗示了纳米颗粒尺寸的增大。TEM分析结果证实了这一推测：三种提取物合成了近乎球形的AgNPs，但平均尺寸存在显著且可重复的差异。通过统计超过50个纳米颗粒的尺寸，研究发现蝶豆花提取物产生了平均尺寸最小的AgNPs，仅为5.9纳米；茉莉花茶提取物合成的AgNPs平均尺寸为10.5纳米；而洛神花提取物则生成了平均尺寸最大的AgNPs，达到16.1纳米。更重要的是，所有合成均在室温下完成，无需加热或额外能量输入，凸显了该方法的温和性与可持续性。
研究结论与讨论部分深入阐释了这一"提取物依赖性"尺寸调控现象背后的机理。在外部反应参数完全一致的情况下，AgNPs尺寸的差异只能归因于三种植物提取物内在植物化学成分的不同。这些成分（如多酚、黄酮类、花青素等）不仅决定了还原Ag+离子的速率（还原动力学），也通过吸附在纳米颗粒表面影响其稳定性与生长过程。还原速率更快、表面稳定作用更强的提取物（如蝶豆花提取物）倾向于生成更小、尺寸分布更窄的纳米颗粒；而还原过程相对较慢的提取物（如洛神花提取物）则允许纳米颗粒有更长的生长时间，从而形成更大的尺寸。这项工作首次在严格相同的绿色合成条件下，系统性地证明仅通过选择不同的热带手工茶提取物，即可实现AgNPs尺寸的可控分级（5.9 nm, 10.5 nm, 16.1 nm），而无需改变任何合成参数或添加化学试剂。
这项研究的意义重大。它不仅为绿色合成AgNPs提供了一种新颖、简单且高效的尺寸控制策略，而且深化了我们对植物提取物在纳米颗粒成核与生长过程中所起作用的理解。所开发的方法最大限度地减少了化学品的使用和能源消耗，符合绿色化学的原则。此外，由于AgNPs的尺寸与其光学、催化及生物活性（如抗菌、抗炎性能）密切相关，这种通过植物选择来"定制"AgNPs尺寸的能力，为未来开发应用于生物医学、催化等特定领域的银纳米材料开辟了一条可持续的、有前景的道路。研究成果强调了利用本地丰富的植物资源进行纳米技术创新的潜力，为绿色纳米材料的精准制造提供了新的思路和实践范例。
