Золотосодержащие полимерные нанокомпозиции: структурообразование, свойства и диагностика

• Автор: Кузьмичева, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Методы синтеза, свойства и структура металлических
наночастиц и металлсодержащих полимерных нанокомпозиций
1.1. Синтез наночастиц металлов
1.1.1. Диспергирование
1.1.2. Конденсационные методы
1.1.3. Химические методы
1.2. Структура и свойства металлических наночастиц
1.2.1. Структурные особенности наночастиц
1.2.2. Смещение уровня энергии Ферми. Электрические
свойства наночастиц
1.2.3. Каталитические свойства наночастиц золота
1.2.4. Температура плавления наночастиц золота
1.2.5. Оптические свойства наночастиц золота
1.2.5.1. Поглощение и рассеяние света металлическими наночастиицами
1.2.5.2. Параметры наночастиц и плазмонный резонанс
1.2.5.3. Моделирование оптических спектров наносистем
1.2.5.4. Анализ кривых плазмонного резонанса
1.3. Диагностика структуры и свойств золотосодержащих полимерных нанокомпозиций
1.3.1. Оптическая спектроскопия как экспресс-методика диагностики наноструктур
1.3.2. Электронно-микроскопические исследования размеров и кристаллической структуры наночастиц золота
1.3.3. Определение структурных характеристик наночастиц
методом малоугловой рентгенографии
1.3.4. Экспериментальное изучение диэлектрических свойств полимеров и нанокомпозиций на их основе
Г лава II. Материалы и методы исследования
Глава III. Влияние условий синтеза на структурные характеристики и
свойства золотосодержащих полимерных нанокомпозиций
3.1. Двухстадийный метод синтеза
3.2. Формирование наночастиц золота в различных полимерных матрицах на основе хитозана
3.3. Влияние конформационного состояния макромолекул хитозана
на размерные характеристики наночастиц золота
3.4. Влияние концентрации допанта. Разбавленные нанодисперсии
3.5. Кристаллическая структура наночастиц золота
3.6. Диэлектрические свойства золотосодержащих нанокомпозиций
3.7. Влияние размеров наночастиц золота и диэлектрической проницаемости среды на спектры оптического поглощения (по результатам моделирования)

3.8. Сравнительный анализ результатов отдельных методов при
комплексной диагностике
Глава IV. Кинетика формирования in situ наночастиц золота в
полимерных средах
4.1. Синтез наночастиц золота в полимерной матрице полиметилметакрилата
4.2. Синтез наночастиц золота в уксуснокислотных растворах
хитозана
4.2.1. Формирование наночастиц при воздействии УФ-облучения
4.2.2. УФ - индуцированное формирование наночастиц золота в нанодисперсиях хитозана при прогреве
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
В настоящее время известно несколько способов получения наночастиц металлов в различных средах: химические, физические, золь-гель технологии [1, 2]. Перспективными считаются green-мeтoды, в которых наночастицы получают при ультрафиолетовом (УФ) - воздействии на прекурсоры в полимерных средах, способных выполнять функцию восстановителя, стабилизатора и матрицы [3]. Повышенный интерес к наноразмерному состоянию благородных металлов обусловлен огромным потенциалом их использования в современных технологиях в качестве магнитных материалов, катализаторов, нелинейно-оптических сред, биологически активных агентов. Медицинские приложения связаны с диагностикой и терапией раковых клеток [3-8]. Индеферентность наночастиц золота позволяет создавать на их основе препараты, обладающие мощным антиоксидантным и адаптогенными свойствами. Таким образом, наночастицы золота отличаются высокой химической стабильностью и уникальными каталитическими свойствами, они хорошо рассеивают и поглощают свет и вполне совместимы с биологическими объектами [1, 5, 9-11].
Функциональность полимерных композиций, содержащих металлические наночастицы определяется природой металла, размерами, формой и внутренним строением отдельных наночастиц, а также особенностями структурирования отдельных частиц в ансамбли. Целенаправленное регулирование размерных характеристик наночастиц невозможно без экспериментального и теоретического изучения механизмов формирования наночастиц в полимерных средах. С другой стороны, при синтезе полимерных композиций с регулируемым размером металлических наночастиц важной проблемой на сегодня остается проблема диагностики размерных характеристик наночастиц и структурного состояния
Спектральный сдвиг, 500 пт
РисЛО. Калибровочная кривая для определения среднего диаметра
сферических коллоидных частиц по предположить положению плазмонного резонанса [59].
Как видно из рис. 10, не все экспериментальные точки
ложатся на корреляционную прямую, объяснение чему отсутствует. Наибольшее
отклонение наблюдается для частиц, синтезированных
восстановлением из
изоаскорбиновой кислоты [82]. Анализ приведенных
результатов позволяет
что при определении размеров
наночастиц и положения полосы плазмонного резонанса возможно допущены неточности: не учитывается, что система не монодисперсна, и определение параметров идет по усредненным данным. Также необходимо отметить, что в большинстве проанализированных работ основной методикой определения размерных характеристик является статистическая обработка изображений полученных при помощи ТЕМ - микроскопии. Приготовление препаратов для ТЕМ - исследований представляет собой достаточно сложный и длительный процесс, в ходе которого возможны структурные изменения нанокомпозита, что сказывается на достоверности результатов проводимых исследований.
1.3.2. Электронно-микроскопические исследования размеров и кристаллической структуры наночастиц золота
В настоящее время метод ТЭМ успешно применяют в диагностике наноструктурированных материалов. При исследовании индивидуальных металлических наночастиц, их ансамблей и соответствующих