Strategi Saat Ini untuk Sintesis Nanopartikel Logam Mulia

Tren Saat Ini dalam Sintesis NMNP

Metode Sintesis NMNP

Penyusunan NP pada dasarnya mengikuti dua pendekatan yang berbeda, (1) top-down (metode destruktif) dan (2) bottom-up (metode konstruktif) (Gbr. 1).

Representasi skema dari pendekatan sintesis nanopartikel top-down (gambar dengan latar belakang hijau) dan bottom-up (gambar dengan latar belakang kuning pucat), gambar diadaptasi dan digambar ulang dari [52,53,54,55,56,57, 58,59,60]

Proses top-down melibatkan pemecahan bahan curah menjadi partikel nano-dimensi yang lebih kecil menggunakan berbagai metode fisik dan kimia. Sebaliknya, dalam pendekatan bottom-up, NP diproduksi oleh atom, molekul, atau kluster yang dirakit sendiri. Pendekatan top-down melibatkan proses pemotongan, penggilingan, dan pembentukan bahan yang dikontrol secara eksternal ke dalam urutan dan bentuk yang diinginkan. Beberapa metode fisik, seperti pirolisis [61, 62], nanolitografi [63, 64], termolisis [65] dan metode radiasi [66,67,68] termasuk dalam kategori ini. Namun, pendekatan ini memiliki keterbatasan utama, yaitu struktur permukaan yang tidak sempurna dari MNP yang dihasilkan, yang secara substansial mempengaruhi sifat fisik dan kimianya [1]. Selain itu, metode ini membutuhkan energi yang sangat besar untuk mempertahankan kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi selama prosedur sintetik, sehingga prosesnya menjadi mahal.

Dalam metode bottom-up, NP dirakit dari atom, cluster, dan molekul yang sesuai menggunakan prosedur kimia dan biologis. Pendekatan bottom-up ternyata menguntungkan, karena memberikan kontrol yang jauh lebih baik atas pembentukan produk akhir dengan ukuran, bentuk (parameter fisik) dan komposisi kimia yang lebih homogen. Selain itu, pendekatan ini secara umum lebih murah. Pendekatan bottom-up umumnya merupakan prosedur sintesis kimia basah, seperti kimia [69, 70], elektrokimia [71,72,73], sonokimia [74, 75] dan sintesis hijau [76, 77]. Dalam pendekatan bottom-up, pemurnian partikel yang disintesis dari campuran reaksinya (bahan kimia beracun, pelarut organik dan reagen) merupakan tantangan utama yang meragukan aplikasi biomedisnya kecuali untuk metode sintesis hijau.

Pendekatan Top-Down

Sputter

Sputtering adalah salah satu protokol sintesis yang paling umum digunakan yang mencakup pengendapan NP sebagai lapisan tipis yang dihasilkan oleh tumbukan ion di atas substrat dan diikuti oleh anil. Metode ini juga disebut sebagai metode deposisi uap fisik (PVD) [78, 79]. Efisiensi metode ini terutama tergantung pada faktor-faktor seperti ketebalan lapisan, jenis substrat, durasi anil dan suhu, yang secara langsung mempengaruhi ukuran dan bentuk NP [55, 80, 81].

Micropatterning

Micropatterning, teknik populer yang digunakan dalam biosensor, microarray, rekayasa jaringan dan studi seluler [82], juga digunakan dalam sintesis MNP. Secara umum, teknik ini setara dengan proses pencetakan di mana bahan dipotong atau dibentuk menjadi bentuk dan ukuran yang diperlukan baik dengan cahaya atau berkas elektron untuk sintesis susunan berstruktur nano dari prekursor yang sesuai. Ini adalah suhu rendah, metode non-vakum yang menggunakan fotolitografi untuk sintesis MNP, menggunakan laser sintering tinta MNP [83, 84]. Selain fotolitografi, banyak teknik litografi telah dikembangkan seperti pemindaian, pencetakan nano lunak, koloid, nanosfer, dan litografi balok-E [2, 57, 85, 86].

Penggilingan

Penggilingan umumnya direpresentasikan sebagai wajah publik dari proses top-down, karena melibatkan pemecahan langsung bahan curah menjadi mikro/struktur nano. Dalam penggilingan mekanis, energi kinetik rol/bola ditransfer ke material curah, yang menghasilkan pengurangan ukuran butir [87]. Parameter seperti jenis penggilingan, suasana penggilingan, media penggilingan, intensitas, waktu dan suhu memainkan peran penting dalam mengendalikan bentuk dan ukuran NP [88, 89]. Berbagai teknik telah dikembangkan untuk mengatasi kendala ini, termasuk pabrik pengocok, pabrik gelas, pabrik getaran, pabrik gesekan, dan pabrik planetary.

Ablasi Laser

Ablasi laser adalah salah satu metode yang dianggap sebagai pengganti yang cocok untuk metode kimia konvensional karena waktu pemrosesan yang cepat, memberikan kontrol yang lebih baik atas ukuran dan bentuk partikel dan hasil tinggi dengan stabilitas jangka panjang yang lebih baik [78, 90 ,91,92]. Dalam proses ablasi laser, permukaan padat (umumnya pelat logam murni) disinari dengan sinar laser, yang mengarah ke gumpalan plasma fluks rendah, yang akhirnya diuapkan atau disublimasikan untuk membentuk NP [93]. Pada fluks yang lebih tinggi, bahan diubah menjadi plasma. Kurangnya persyaratan untuk menghilangkan reagen berlebih serta kemungkinan sintesis nanopartikel logam dalam pelarut berair dan organik telah memungkinkan penerapan metode ablasi laser dalam aplikasi biomedis seperti konjugasi biomolekul in situ dengan MNP, yang telah terbukti menjadi lebih efektif daripada teknik standar [54, 94, 95].

Pirolisis

Dekomposisi termal adalah teknik penting lainnya yang biasa digunakan secara terpisah atau dalam kombinasi dengan metode fisik lainnya untuk sintesis MNP [78]. Ini adalah proses dekomposisi kimia endotermik yang menggunakan panas untuk memutuskan ikatan kimia senyawa, menghasilkan dekomposisi prekursor, memaksanya menjadi reaksi kimia yang menghasilkan NP bersama dengan produk sampingan lainnya dalam bentuk abu. Melalui pemrosesan lebih lanjut dari abu padat yang diperoleh, NP dipulihkan. Pirolisis sering digunakan untuk persiapan MNP mulia [56, 96, 97]. Konsumsi energi yang berlebihan adalah salah satu kelemahan terpenting dari metode ini.

Deposisi Uap Kimia

Metode ini juga dikenal sebagai metode deposisi vakum, di mana reaktan gas diendapkan sebagai film tipis ke substrat bersama dengan kombinasi molekul gas lain yang mendorong pemanasan berlebih substrat. Selama reaksi, substrat bersentuhan dengan gas gabungan, menyebabkan reduksi ion [78]. Produk dari reaksi ini biasanya dalam bentuk film dimana NP perlu dikikis. Metode ini menghasilkan nanopartikel yang sangat murni, seragam dan tidak berpori; akibatnya, metode ini menjadi sangat penting dalam industri elektronik dan semikonduktor. Terlepas dari keuntungan besar ini, metode ini memiliki beberapa kelemahan utama:Persyaratan untuk peralatan khusus untuk membuat film dan ruang reaksi, dan fakta bahwa produk sampingan berupa gas dari reaksi ini sangat beracun [98].

Pendekatan Bawahan

Reduksi Ion Logam dalam Larutan

Pendekatan ini melibatkan reduksi ion logam dari garam ioniknya dengan menggunakan berbagai zat pereduksi kimia dengan adanya zat penstabil di bawah parameter reaksi yang menguntungkan (pH, suhu, dll.). Prosedur ini adalah metode yang paling umum dan dapat diandalkan dari semua pendekatan bottom-up karena kesederhanaannya [2, 99]. Daftar ekstensif dari sejumlah zat pereduksi tersedia untuk proses ini yang mencakup natrium sitrat yang umum digunakan [10, 100], asam tanat [99], natrium borohidrat [101], hidrazin, hidrogen, litium aluminium hidrida, dan alkohol juga dapat digunakan [2, 60]. Demikian pula, dalam hal zat penstabil, ada banyak pilihan, dan umumnya terbagi dalam dua kategori (1) dengan berat molekul rendah (misalnya, sitrat, SDS, kitosan, dll.) dan (2) yang berbobot molekul tinggi. (misalnya, pati, tween, PVP, PEG, DISPERBYK, dll.). Stabilisator dengan berat molekul rendah (umumnya deterjen bermuatan) memiliki kecenderungan untuk mengubah muatan permukaan partikel yang disintesis dan mempertahankan gaya tolak di antara mereka, mencegah agregasi; jenis stabilizer ini umumnya tidak melindungi dengan baik terhadap faktor stres lingkungan (terutama perubahan suhu penyimpanan dan paparan cahaya). Stabilisator dengan berat molekul tinggi umumnya menelan partikel dan melindunginya dari tekanan lingkungan. Mereka telah terbukti lebih efisien daripada stabilisator dengan berat molekul rendah. Terlepas dari kelebihannya, aplikasi biologis dan sifat katalitiknya dipertanyakan karena lapisan tebal zat penstabil di atas partikel yang mencegah pembubarannya [102, 103]. Dalam hal homogenitas dalam ukuran dan bentuk partikel, pemenang yang jelas adalah reduksi berbasis kimia. Ini karena reduksi dapat dengan mudah diatur dengan mengubah parameter reaksi (pH dan rasio antara zat pereduksi dan zat penstabil). Tyagi dan timnya memproduksi AuNPs [104] menggunakan metode reduksi sitrat pada suhu kamar, pada pH 3 dengan rasio molar 2:1 dan 5:1 sitrat terhadap AuCl₃ dari, menghasilkan partikel dengan ukuran rata-rata 28 dan 25 nm, masing-masing. Pada pH ini, reaksi jauh lebih cepat daripada pada nilai pH lainnya. Mereka juga menunjukkan bahwa AuNPs dari berbagai bentuk seperti prisma, batang dan bola terbentuk pada nilai pH mulai dari 3 hingga 6 (dengan rasio molar 2:1 sitrat terhadap AuCl₃ ). Dalam studi lain oleh Agnihotri dkk [105], yang menerapkan metode reduksi sitrat serupa untuk sintesis AgNPs, diperoleh partikel dengan ukuran rata-rata 5 nm pada konsentrasi tertinggi natrium sitrat (4,28 × 10 ^–3 mol dm ⁻³ ). Ukurannya meningkat pada konsentrasi sitrat yang tinggi (menjadi 100 nm pada 1,77 × 10 ^–2 mol dm ⁻³ ). Studi lain oleh Hou et al. [106] menjelaskan sintesis nanopartikel Pt yang sangat stabil dan terdispersi tunggal dalam bentuk hidrosol untuk aplikasi elektrokatalitik.

Mikroemulsi

Pembuatan NP logam berdasarkan mikroemulsi menjadi topik yang sangat menarik, dan juga muncul sebagai metode efektif yang memberikan kontrol yang lebih baik atas aspek fisik nanopartikel yang disintesis seperti ukuran dan bentuk. Secara umum, mikroemulsi hanyalah campuran dari dua cairan yang tidak dapat bercampur dengan adanya surfaktan. Sistem ini umumnya memiliki tegangan antarmuka yang sangat rendah, area antarmuka yang besar dan stabilitas termodinamika [107]. Sintesis NMNP berbasis mikroemulsi pertama dijelaskan oleh tim Muñoz-Flores et al. [58, 108, 109] yang mensintesis NP platinum, paladium dan rhodium. Dalam sintesis NP berbasis mikroemulsi, dua mikroemulsi terpisah dibuat, satu mengandung garam ionik dan yang lain mengandung zat pereduksi yang diproduksi dalam lingkungan amfifilik. Tumbukan antara emulsi menyebabkan pencampuran reaktan dan mereduksi ion dari garam menjadi atom netral, yang kemudian membentuk nanopartikel [2]. Sistem air dalam minyak umumnya digunakan untuk sintesis nanopartikel logam, dan karena nanopartikel yang dihasilkan dengan metode ini diturunkan dalam bentuk emulsi, mereka umumnya stabil secara termodinamika. Tergantung pada kebutuhan, proses ini juga dapat disesuaikan untuk mensintesis jenis nanopartikel tertentu dengan mengubah rasio surfaktan terhadap minyak. Hal ini memungkinkan memungkinkan untuk mengontrol ukuran dan bentuk partikel [110].

Metode Elektrokimia

Proses elektrokimia umumnya digunakan untuk sintesis NMNPs dan nanokomposit, yang sebagian besar digunakan untuk sifat katalitiknya dan baru-baru ini digunakan dalam aplikasi biomedis sebagai biosensor [111]. Metode elektrokimia pertama kali diperkenalkan pada tahun 1994 oleh Reetz dan Helbig, yang melarutkan lembaran logam murni dari anoda untuk mencapai pengendapan garam logam pada katoda sel elektrokimia dengan adanya elektrolit untuk menghasilkan nanopartikel [2, 112] . Efektivitas metode ini tergantung pada berbagai parameter seperti sifat reduktor, kemurnian logam dan stabilizer, pilihan elektrolit, rasio konsentrasi dan suhu, yang secara langsung berdampak pada parameter fisik NP [53]. Saat ini, sintesis nanokomposit (terutama dengan graphene) menggunakan metode elektrokimia lebih disukai daripada sintesis NP [113].

Metode Sintesis yang Diinduksi Radiasi

Metode ini menggunakan radiasi pengion (terutama radiasi gamma dan termasuk sinar-X dan sinar UV) untuk sintesis nanopartikel logam. Ini telah terbukti sangat efisien dibandingkan dengan metode konvensional sintesis NP, karena menyediakan nanopartikel logam yang sepenuhnya tereduksi dan sangat murni (bebas produk sampingan). Topik ini telah dibahas dengan baik dalam beberapa ulasan [59, 66, 114, 115]. Dalam proses ini, larutan berair zat pereduksi dan penstabil terkena radiolisis yang dimediasi radiasi, yang mengarah pada pembentukan NP. Selama paparan radiasi, molekul air pecah, menghasilkan produk sementara yang bertindak sebagai zat pengoksidasi atau pereduksi kuat dan mereduksi ion logam menjadi atom logam netral, yang selanjutnya nukleasi membentuk NP. Teknik sinar-X sinkrotron memungkinkan pemantauan lintasan pertumbuhan NP koloid secara real time [116]. Parameter fisik penting untuk sintesis NP termasuk dosis radiasi, pH sistem dan jenis pelarut yang digunakan dalam sintesis [117]. Baru-baru ini, sintesis yang diinduksi radiasi digunakan untuk produksi tween 80 AgNP yang distabilkan untuk aplikasi antibakteri [118].

Metode Sintesis Hijau yang Diinduksi Gelombang Mikro

Umumnya, sintesis berbantuan gelombang mikro juga dikenal sebagai sintesis satu pot dan melibatkan sintesis NP dari garam dan larutan surfaktan. Ini adalah metode yang sangat andal, cepat dan mudah yang mendukung kontrol morfologi NP yang disintesis [2]. Metode ini bekerja berdasarkan prinsip interaksi dipol (molekul cenderung menyelaraskan diri dan berosilasi sejalan dengan gelombang medan listrik gelombang mikro, tumbukan dan gesekan antara mereka menyebabkan panas) dan konduksi ion (Medan listrik menghasilkan gerakan ionik ketika molekul mencoba untuk mengorientasikan diri ke bidang yang berubah dengan cepat, menyebabkan pemanasan super seketika) menghasilkan efek pemanasan yang menghasilkan reduksi ion logam menjadi NP [119, 120]. Waktu penyinaran gelombang mikro dan konsentrasi reaktan terutama menentukan parameter morfologi NP. Baru-baru ini, sifat fisik seperti monodispersitas dan ukuran butir NP magnetit superparamagnetik yang dibuat dengan sintesis berbantuan gelombang mikro dikendalikan oleh injeksi humat-polianion pada berbagai tahap sintesis [121]. Pelepasan listrik yang diinduksi gelombang mikro juga digunakan untuk sintesis nanopartikel Cu, Ni, dan Zn dari partikel logam tanpa pelarut atau surfaktan [122].

Metode Sintesis Hijau

Penggunaan bahan kimia yang berlebihan dalam sintesis kimia hampir membahayakan masa depan aplikasi biologis NMNPs. Ini menghasilkan eksplorasi metode ekologis lainnya dengan penggunaan bahan kimia yang minimal. Metode sintetik hijau menggunakan ekstrak tumbuhan, mikroorganisme dan biopolimer telah terbukti menjadi kandidat potensial untuk menggantikan metode kimia sintesis NP (Gbr. 2) [123]. Berkat metodologi yang lebih sederhana dan lebih ramah lingkungan, telah terjadi peningkatan publikasi yang eksponensial dalam dua dekade terakhir [52, 124, 125].

Representasi skema dari metode sintesis hijau

Sintesis Biosistem NMNPS

Pencarian untuk pengembangan metode ekonomis dan ramah lingkungan telah menyebabkan eksplorasi mikroorganisme sebagai kandidat potensial untuk sintesis nanopartikel [126, 127]. Sistem biologis adalah contoh yang sangat baik dari organisasi hierarki atom dan molekul, yang menarik para peneliti untuk menggunakan mikroorganisme sebagai pabrik sel potensial untuk persiapan bahan nano. Baik spesies prokariotik (bakteri) dan eukariotik (ganggang, jamur dan tumbuhan) digunakan untuk sintesis hijau NP [123].

Sintesis Nanopartikel Berbasis Bakteri

Bakteri yang telah berulang kali terkena lingkungan yang kaya logam sering mengembangkan resistensi terhadap kondisi ekstrim ini [128]. Dengan demikian, prokariota telah menjadi pilihan alami untuk memproduksi nanomaterial. Pseudomonas stutzeri AG259, bakteri pengumpul logam yang diisolasi dari tambang perak, digunakan oleh Klaus et al. [129] untuk membuat nanokristal intraseluler dari perak metalik dengan ukuran hingga 200 nm. Sintesis NP ekstraseluler pertama kali dilaporkan oleh Shahverdi dan rekan kerja [130], di mana AgNPs diproduksi oleh reduksi Ag berair ⁺ ion melalui berbagai supernatan kultur bakteri Gram-negatif, yaitu, Enterobacter cloacae , Escherichia coli dan Klebsiella pneumonia . Laju sintesis jauh lebih cepat daripada sintesis intraseluler, yang menghasilkan sintesis Ag-NP dalam waktu 5 menit setelah ion Ag +  bertemu dengan filtrat sel. Enzim reduktase ekstraseluler yang dihasilkan oleh mikroorganisme, yaitu Bacillus licheniformis dan Bacillus clausii , mengurangi ion perak menjadi perak netral, menghasilkan partikel berukuran nano. Uji protein mikroorganisme ini mengungkapkan bahwa enzim reduktase yang bergantung pada NADH memainkan peran penting dalam bioreduksi ion perak menjadi nanopartikel perak. Enzim reduktase mendapatkan elektronnya dari oksidasi NADH menjadi NAD+ . Selama oksidasi, enzim juga teroksidasi pada saat yang sama, menghasilkan reduksi ion perak menjadi AgNPs. Dalam beberapa kasus, telah diamati bahwa reduktase yang bergantung pada nitrat juga dapat berpartisipasi dalam bioreduksi [131.132.133]. Selain itu, beberapa strain bakteri (gram negatif maupun gram positif), yaitu A. calcoaceticus, B. amyloliquefaciens, B. flexus, B. megaterium dan S. aureus , juga telah digunakan untuk biosintesis AgNPs ekstra dan intraseluler [123]. Demikian pula, AuNPs dan PtNPs juga disiapkan oleh akumulasi dan reduksi garam emas dan platinum oleh bakteri. B. licheniformis, B. megatarium , Delftia sp KCM-006., Shewanella sp ., Stenotrophomonas maltophilia dan Lactobacillus sp . adalah beberapa contoh bakteri yang telah digunakan untuk menghasilkan nanomaterial emas [134, 135]. Selain itu, bakteri Shewanella sp . dan Acinetobacter calcoaceticus PUCM 1011 digunakan untuk preparasi PtNPs [136, 137]. Meskipun sintesis yang diperantarai bakteri menjanjikan dalam hal sifat hijau dan kontrolnya atas bentuk dan ukuran partikel (kebanyakan dalam sintesis ekstraseluler), ia menderita kerugian seperti kesulitan penanganan dan hasil yang rendah.

Sintesis Berbasis Jamur

Dalam beberapa tahun terakhir, sintesis NMNP dengan mikroorganisme eukariotik telah muncul sebagai alternatif yang lebih baik untuk prokariota karena kemampuan penyerapan logam intraseluler yang tinggi, kemampuan untuk mensintesis NP dengan komposisi kimia yang berbeda, kemampuan untuk menghasilkan sejumlah besar enzim per unit biomassa dan penanganan biomassa yang mudah. pada skala laboratorium [131].

Secara umum, jamur memiliki potensi untuk mensintesis NP logam karena kapasitas bioakumulasi logamnya, toleransinya, kapasitas pengikatannya yang tinggi dan serapan intraseluler seperti bakteri [127]. Jamur menggunakan metode intraseluler dan ekstraseluler untuk sintesis NP, dan sintesis ekstraseluler adalah mekanisme sintesis yang paling sering dilaporkan karena kemampuannya untuk menghasilkan sejumlah besar enzim ekstraseluler yang mengubah Ag ⁺ ion ke partikel perak skala nano [138.139.140]. Dalam sintesis intraseluler, Ag ⁺ ion teradsorpsi ke permukaan sel melalui interaksi elektrostatik antara gugus karboksilat bermuatan negatif dalam enzim dan Ag yang bermuatan positif ⁺ ion. Ag ⁺ ion-ion tersebut kemudian direduksi oleh enzim yang ada di dinding sel untuk membentuk AgNP, dalam proses ini NP terbentuk pada permukaan miselia, bukan dalam larutan. Pada tahun 2001, preparasi intraseluler AuNPs menggunakan Verticillium sp pertama kali dilaporkan oleh Mukherjee et al. [141], di mana Au ³⁺ ion dari tetrakloroaurat berkurang di dalam sel jamur, menghasilkan pembentukan partikel dalam kisaran ukuran 20 nm. Vahabi dan rekan kerja [142] mempekerjakan Trichoderma reesei untuk sintesis AgNPs, dimana media dengan biomassa diinokulasi dengan AgNO₃ dan diinkubasi selama 72 jam, menghasilkan pembentukan AgNP dalam kisaran ukuran 5-50 nm. Demikian pula, studi lain oleh tim Vigneshwaran et al. [138] mendemonstrasikan sintesis intraseluler AgNPs dari Aspergillus flavus dan melaporkan bahwa enzim di dinding sel terutama bertanggung jawab untuk reduksi, dan protein bertanggung jawab untuk stabilisasi. Terlepas dari semua keuntungan ini seperti sintesis yang lebih cepat, dan kontrol yang lebih baik atas ukuran dan bentuk partikel yang disintesis, proses intraseluler menderita kerugian besar dalam hal pemulihan produk yang membuat prosesnya sulit dan mahal, karena NP mengikat sel. Akibatnya, sintesis ekstraseluler lebih disukai. Dalam sintesis ekstraseluler, kaldu/suspensi bebas sel digunakan dalam proses sintesis yang ternyata lebih ramah lingkungan dan hemat biaya. Pada tahun 2016, tim Balakumaran dkk. [143] menggunakan suspensi bebas sel Aspergillus terreus untuk sintesis Au dan AgNPs, menghasilkan nanopartikel sferis dalam kisaran ukuran masing-masing 8–20 nm dan 10–50 nm untuk Ag dan AuNP. Evaluasi FTIR dari partikel mengkonfirmasi pengikatan protein dengan NP.

Sintesis Berbasis Alga

Sintesis NP yang dimediasi alga menggunakan empat metode berbeda:(1) sel alga utuh dipanen dari media kulturnya pada fase pertumbuhan tertentu menggunakan sentrifugasi dan kemudian didispersikan langsung ke dalam larutan garam logam dalam air; (2) ekstrak air bebas sel yang dibuat dari sel yang baru dipanen atau diliofilisasi; (3) filtrat ekstrak berair atau supernatan dari ganggang tanah, segar atau kering; dan (4) filtrat berair dari kaldu alga. Sintesis yang dimediasi ekstrak adalah mekanisme sintesis berbasis alga yang paling sering dilaporkan [131, 144]. The accumulation of elemental gold in the form of AuNPs (9–20 nm) was noted with a dried cell suspension of Chlorella vulgaris by Hosea et al., who also reported an increase in the concentration of gold with time, proving the ability of the algal cells to uptake and reduce the gold ions from tetrachloroauric acid [145]. Velgosova and coworkers [146] reported on the synthesis of highly stable AgNPs from Parachlorella kessleri , a green algae aqueous extract, where the synthesized particles were in the size range of about 20 nm and exhibited excellent stability over a year. Other Algal sp, such as Pithophora oedogonia , Sargassum wightii and Plectonema boryanum , have been used successfully to construct Ag, Au and PtNPs, respectively [147,148,149].

Plant-Based Synthesis

Plant- and plant extract-mediated synthesis has been the most commonly reported synthesis methodology [123, 135, 150]. This type of synthesis is designated phytosynthesis. The major advantage of this synthesis method is easy product recovery. In 2003, the team of Gardea-Torresdey et al. was the first to illustrate the synthesis of metal nanoparticles (AgNPs) using a living plant system with alfalfa sprouts (Medicago sativa ) in an agar medium. The roots possess the tendency to absorb the Ag from the medium and transport it along the shoot of the system in the same oxidation state, in the shoot the Ag atoms are further arranged to form AgNPs. Similarly, another study employed the alfalfa plant secretome to reduce Au ⁺ ke Au ⁰ , which also followed a similar procedure to produce AuNPs [151]. Plant-extract-mediated synthesis uses a plant component (leaves, stems, roots, shoots, flowers, barks and seeds) extract for the synthesis of NPs, the major advantage of this method is the ability of the extract to serve as both the reducing and stabilizing agent [152]. This method has been proved to be the most cost efficient and user friendly method to produce nanoparticles with long-term stability. In 2016, the team of Balashanmugam et al. demonstrated the phytogenic synthesis of AgNPs from Cassia roxburghii aqueous leaf extract. The synthesized AgNPs were in the size range of about 35 nm and exhibited excellent stability over a year. This method also facilitated the synthesis of both individual and bimetallic particles. Neem (Azadirachta indica ) leaf extract was successfully used by Shankar et al. [153] to prepare silver, gold and bimetallic Au/Ag core–shell NPs. Similar plant extracts (bark, leaf, fruit and gum) have been used by several researchers to produce a variety of NMNPs [153,154,155]. Currently, light-induced nanoparticles are in the spotlight, as this procedure facilitates faster synthesis during the exposure of the mixture to sunlight. Kumar dkk. [156] used Erigeron Bonariensis aqueous leaf extract for the synthesis of silver nanoparticles that yielded spherical and oval-shaped AgNPs with a size range of 13 nm (TEM size). The crucial parameters to be considered in this synthesis are the light exposure time and the concentration of the plant extract in the reaction system.