Вакуумное газоструйное осаждение фторполимерных пленок с кластерами серебра

• Автор: Сафонов, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание:
Введение
Глава I. Современные методы осаждения полимерных, металлополимерных микро- и наноразмерных структур. Методы диагностики полученных материалов
1.1 Основные методы осаждения фторполимерных пленок в вакууме
1.1.1 Плазмохимическая полимеризация
1.1.2 Методы, основанные на диспергировании основного материала
1.1.3 Осаждение методом ЬШСУБ
1.2 Методы получения наночастиц серебра
1.2.1 Диспергирование
1.2.2 Конденсационные методы
1.3 Методы получения металлополимерных пленок
1.4 Основные методы диагностики полимерных и металлополимерных пленок и нанокомпозитов
1.5 Выводы и результаты по главе
Глава II. Осаждение фторполимерных пленок газоструйным методом
2.1 Использование продуктов термического разложения политетрафторэтилена (ПТФЭ) в
качестве предшественника фторполимера
2.1.1 Описание экспериментальной установки. Методика проведения эксперимента
2.1.2 Оценки параметров сверхзвуковой струи
2.1.3 Анализ осажденных пленок
2.1.4 Масс-спектрометрические измерения в струе
2.2 Использование продуктов пиролиза окиси гексафторпропилена (ОГФП) в качестве
предшественника фторполимера
2.2.1 Описание экспериментальной установки. Методика экспериментов
2.2.2 Анализ осажденной пленки
2.2.3 Масс-спектрометрические измерения продуктов пиролиза ОГФП в струе
2.3 Выводы и результаты по главе
Глава Ш.Синтез серебряных наночастиц газоструйным методом
3.1 Создание высокотемпературного источника паров серебра для осаждения
наночастиц
3.1.1 Схема источника

3.1.2 Конструкция, основные элементы источника
3.2 Определение областей формирования наночастиц в газоструйном методе
3.3 Влияние параметров торможения на средний диаметр синтезируемых наночастиц при газоструйном осаждении
3.3.1 Влияние температуры источника на размер осажденных наночастиц серебра
3.3.2 Влияние давления смеси аргона и паров серебра в источнике на размер осажденных наночастиц серебра
3.3.3 Установление зависимости размера осажденных кластеров от параметров в источнике
3.4 Выводы и результаты по главе
Глава IV. Осаждение металлополимерных пленок газоструйным методом
4.1 Разработка и создание экспериментальной установки по осаждению металлополимерной пленки
4.2 Осаждение металлополимеров с различной структурой
4.2.1 Осаждение металлополимеров с различной концентрацией серебра
4.2.2 Осаждение металлополимеров с регулируемым средним размером наночастиц серебра
4.3 Антибактериальные свойства осажденной пленки
4.3.1 Влияние концентрации серебра в металлополимере на бактерицидные свойства
4.3.2 Влияние размера наночастиц серебра на бактерицидные свойства
4.3.3 Определение оптимального времени осаждения
4.3.4 Определение времени сохранения антибактериальных свойств полученными металлополимерами
4.5 Выводы и результаты по главе
Заключение
Список литературы
Приложения

Введение
Современные тенденции получения новых материалов основываются на создании композиционных материалов с наноразмерной структурой. Наночастицы - прекрасные строительные блоки, разнообразные по составу, строению и свойствам и в этом смысле универсальные, идеально подходящие для конструирования функциональных наноматериалов и устройств — электролюминесцентных, сенсорных, в качестве магнитных или флуоресцентных меток в биологии, в качестве светоизлучающих диодов и лазеров, в катализе, электронике и других областях. Обусловлено это тем, что объекты вещества размером от ЮОнм до 0,2нм (размер молекулы) имеют свойства, которые сильно отличаются от свойств этих веществв массиве [!]• Это изменение свойств объясняется в основном двумя факторами:
- Большое отношение площади к объему. Например, для частицы размером 30 нм на поверхности находятся 5% атомов, для частицы 10 нм - 20%, для частицы 3 нм - 30% атомов. Увеличение удельной площади поверхности (на ед. массы) приводит к увеличению химической активности вещества за счет поверхностных молекул.
- Доминирование квантовых эффектов. При размерах объекта в десятки нанометров и меньше, начинают играть особую роль квантовые эффекты, что сильно меняет оптические, магнитные и электрические свойства вещества. Например: частицы золота в зависимости от размера имеют красный, синий или зеленый цвет.
В медицине в последнее время возрос интерес к использованию препаратов, содержащих серебро. Это интерес обусловлен тем, что лекарственные препараты, содержащие ионы серебра, имеют высокие антибактериальные и антивирусные свойства. В отличие от большинства антибиотиков они не токсичны, не имеют аллергических реакций.
Исследователи из института электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН и института микробиологии РАН изучили бактерицидные свойства наночастиц серебра размером около 10 нм по отношению к дрожжевым клеткам СапсНбаийНэ и обнаружили, что они значительно превосходят токсическое действие ионов серебра [2, 3]. Причем механизмы действия ионов и

Зачастую ионизация исходной многоатомной молекулы приводит к ее диссоциации на ионы-осколки. Это дает возможность установить химический состав и структуру вещества, используя имеющиеся каталоги масс-спектров.
Существенное отличие масс-спектрометрии от большинства других аналитических физико-химических методов состоит в том, что масс-спсктрометрия непосредственно детектирует сами частицы вещества, а не испускаемое ими излучение.
В исследовании, представленном в данной работе, масс-спектрометрия будет использована для изучения химического состава органических соединений и его изменения в процессах, возникающих при газоструйном осаждении.
Комплекс диагностических методов, позволяет ответить на многие вопросы, возникающие при изучении осажденных кластеров серебра, фторполимерных и металлополимерных пленок. Эти методы предоставляют данные о химическом составе, структуре и видах взаимодействия между кластеров металла и фторполимерной матрицы в осажденных металлополимерах.