使用奈米銀水溶液須注意的穩定性問題

 

            奈米銀水溶液的用途之一就是可以添加到任何水性配方產品中,賦予水性配方產品優秀的抗菌能力,或者取代原水性配方產品中的防腐劑,這些水性配方產品可以是各種洗潔劑、化妝品、乳液、塗料、肥皂……等,那麼是不是所有奈米銀水溶液都可以很容易的加到這些水性配方產品中而不會有任何問題?如何知道我手上的奈米銀水溶液和我的水性配方產品相不相容?

 

            奈米銀水溶液和水性配方產品相不相容的一個最簡單之觀察就是,只要添加奈米銀水溶液後,水性配方產品開始呈現偏紅的色相,就代表這個奈米銀水溶液和這個水性配方產品不相容,因為奈米銀已經開始聚集,變得不穩定,時間一久配方顏色會漸漸由紅變深變黑,甚至奈米銀會沉澱出來,嚴重的時候,甚至只要一添加奈米銀水溶液後,水性配方產品立即開始呈現偏紅的狀況,很快地就變深變黑。

 

            所有人都知道金屬的銀是不溶於水,所以奈米銀也不溶於水,銀的密度遠大於水,所以銀會沉在水中,奈米銀是銀,所以密度也大於水,也應該會沉在水中,但是稀釋的奈米銀水溶液看起來卻是如此金黃透明,就好像奈米銀是溶解在水中一樣,這是因為奈米銀水溶液使用了分散劑將奈米銀包覆住,使奈米銀可以很穩定的分散在水中,就算奈米銀的密度大於水,也不至於沉澱下來,而奈米銀的尺寸小於1/4的光波長,光線不會在奈米銀水溶液中產生散射的現象,加上奈米銀的表面電漿現象使其呈現金黃色,因此奈米銀水溶液是金黃透明的,但是奈米銀並不是真的溶解在水裡,只是被分散在水裡罷了,所以只要有任何可以破壞這個分散穩定性的因素出現,奈米銀就會聚集,然後沉澱出來。

 

            那麼我們就要問在添加奈米銀水溶液至水性配方產品時必須注意哪些因素?一般而言有以下幾個因素要注意。

 

1. PH值:

            奈米銀水溶液在高PH值的系統中非常不穩定,也就是在強鹼的系統中奈米銀會聚集變黑,例如有人在做手工皂的過程中加入奈米銀水溶液,由於做手工皂需要用到大量的氫氧化鈉,所以在皂化之初其PH值非常高,這個時候加入奈米銀,結果是得到灰灰的手工皂,因為奈米銀已經聚集變黑並分散在白色的手工皂中,所以使得手工皂呈現灰色。

            因此如果水性配方產品的PH值比較高,那麼就必須注意添加奈米銀水溶液以後的顏色變化,也必須注意不同廠家的奈米銀水溶液耐鹼的能力不同,這是因為各廠家使用的分散劑不同所導致,一般穩定性比較好的奈米銀水溶液在PH 8-9的鹼性環境中仍能維持奈米銀的分散而不變色。

 

2. 鹽類:

            只要將奈米銀水溶液加到含有鹽類的水性配方系統中,奈米銀很容易的就會聚集使得產品變紅變黑,尤其是含有鹽巴(氯化鈉)的產品,例如很多的洗潔劑洗碗精都會添加鹽巴以增加其稠度,因此如果要在這類的產品中加奈米銀,就必須小心的選擇奈米銀水溶液,要找到在含有鹽巴的水性配方產品中仍能維持穩定的奈米銀水溶液,簡單的測試法就是加一些鹽巴到奈米銀水溶液中,只要奈米銀水溶液的顏色由黃而慢慢的變深最後變黑,那麼這個奈米銀水溶液的穩定性不佳,無法使用在含有鹽巴的水性配方產品中,反之若加入鹽巴後,奈米銀水溶液並沒有變色的現象,那麼這個奈米銀水溶液的穩定性非常好,可以使用在含有鹽巴的水性配方產品中。

 

3. 陽光:

            一個穩定的奈米銀水溶液在陽光下仍能維持長期的穩定,不會變色沉澱,但是有一些奈米銀水溶液產品在陽光下會變得不穩定,一段時間後就會變黑產生沉澱,因此添加這類不穩定奈米銀水溶液的水性配方產品要特別注意儲存的環境。

4. 無機酸:

            奈米銀在無機酸的環境中會被氧化成銀離子,這些無機酸包含鹽酸、硝酸、硫酸、次氯酸…等,例如將少量奈米銀水溶液添加到市售的次氯酸抗菌噴劑中,一開始次氯酸抗菌噴劑會呈現淡黃色,表示奈米銀仍然存在於噴劑中,搖晃數下後,很快的噴劑顏色會變淡然後恢復原來無色的狀態,這代表奈米銀(黃色)已經被氧化成銀離子(無色)了,而噴劑中隱約的會有一點白霧形成,這是氧化後的銀離子和次氯酸噴劑中的氯離子結合,形成了白色的氯化銀沉澱所導致。

  因此如果在水性配方產品中含有無機酸,那麼就不適合添加奈米銀水溶液,因為奈米銀會被氧化成銀離子,而銀離子非常怕光,很容易變黑。

 

5. 有機酸 :

            穩定的奈米銀水溶液並不會受到有機酸的影響,但是也有一些奈米銀水溶液會在含有機酸的水性配方產品中變色,像一些美白的產品可能含有ascorbic acid、lactic acid、glycolic acid等有機酸,在添加奈米銀水溶液時必須選擇穩定性好的奈米銀水溶液。

 

6. 多醇類:

            添加奈米銀水溶液到甘油中可以觀察到顏色由黃變紅變黑的過程,這個過程的快與慢可以分別出奈米銀水溶液穩定性的好與壞,穩定性不佳的奈米銀水溶液在加到甘油內,攪拌均勻後很快的甘油顏色就會變紅變深,數分鐘後就會變黑,而穩定的奈米銀水溶液添加到甘油後,黃色的奈米銀甘油液會維持黃色非常久的時間,然後慢慢變紅,因此這個在甘油中變色的過程快慢也可以做為奈米銀水溶液穩定性的一個指標。

            如果是添加奈米銀水溶液到甘油/水的混和液中,因為水的關係,這個變色的過程會隨著水的比例提高而拉長,一直到一個穩定的分散系統出現,所以如果添加奈米銀水溶液到含有甘油或多醇類的水性配方系統中必須特別注意長期的穩定性,如果使用的奈米銀水溶液不是一個穩定性好的產品,短時間因為水的關係可能看不出配方產品顏色的變化,而使得開發者誤認為產品是穩定的,但是放置時間一長,顏色的變化才顯現出來,造成損失,必須特別注意。

            這類的多醇包含甘油、低分子量的PEG、含有多氫氧基的介面活性劑、乙二醇….等。

 

           以上是一些在添加奈米銀水溶液至水性配方系統須注意的影響因素,僅供大家參考。