Формирование и оптические свойства пленочных покрытий на основе хитозана

• Автор: Мироненко, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 120 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ
1.1. Оптические волноводы и основные типы сенсорных систем на их основе
1.2. Сенсоры для детектирования концентрации аммиака и уровня влажности
в окружающей среде
1.2.1. Задачи детектирования аммиака
1.2.2. Способы детектирования аммиака
1.2.3. Оптические методы детектирования аммиака
1.2.4. Задачи измерения влажности
1.2.5. Методы измерения влажности
1.2.6. Оптические методы измерения влажности
1.3. Методы формирования тонких полимерных и композитных покрытий для
оптических приложений
1.3.1. Методы формирования полимерных пленочных покрытий
1.3.2. Композитные полимерные покрытия, содержащие наночастицы металлов
1.3.3. Полисахариды в синтезе металлических наночастиц
1.4. Заключение
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Материалы
2.1.1. Реагенты
2.1.2. Подложки
2.2. Формирование хитозан-содержащих покрытий
2.2.1. Нанесение пленок хитозана методом центрифугирования
2.2.2. Нанесение мультислойных покрытий хитозан/каррагинан
2.2.3. Допирование покрытий рН-индикаторами
2.2.4. Допирование покрытий наночастицами металлов
2.3. Методы исследования
2.3.1. Реологические измерения
2.3.2. Исследование сорбции паров воды пленками хитозана
2.3.3. УФ-видимая спектроскопия
2.3.4. Сканирующая силовая микроскопия
2.3.5. Просвечивающая электронная микроскопия
2.3.6. Сканирующая электронная микроскопия
2.3.7. Эллипсометрия
2.3.8. ш-спектроскопия
2.3.9. Исследование сенсорных свойств оптических волноводов на основе хитозана и ионобменных стеклянных волноводов с нанесенным сенсорным слоем
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОЛНОВОДНЫХ ПОКРЫТИЙ ХИТОЗАНА
3.1. Получение высокооднородных покрытий на основе хитозана методом центрифугирования
3.2. Исследование влияния относительной влажности на оптические свойства пленок ацетата и цитрата хитозана
ГЛАВА 4. КОМПОЗИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ ХИТОЗАНУНАНОЧАСТИЦЫ МЕТАЛЛОВ С КОНТРОЛИРУЕМЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
4.1. Допирование покрытий хитозана наночастицами серебра и золота
4.2. Получение оптических волноводов на основе нанокомпозитных покрытий хитозан/А§
4.3. Композитные покрытия, содержащие биметаллические наночастицы
ГЛАВА 5. МУЛЬТИСЛОЙНЫЕ ПОКРЫТИЯ ХИТОЗ АН/К АР РАТИН АН ДЛЯ
ОПТИЧЕСКОГО ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ПАРОВ ИНз И НС
5.1. Получение хитозан-содержащих хемочувствительных покрытий,
допированных рН-индикаторами

5.2. Оптический отклик допированных рН-индикаторами покрытий и
сенсоров на их основе в присутствии паров М43 и НС
ВЫВОДЫ
ЦИТИРУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ

макромолекул диффундировать в объем наращиваемого покрытия, а не только сорбироваться во внешнем слое [95].
Помимо полимерных молекул мультислойная сборка может быть применена к низкомолекулярным веществам (например, к красителям), что делает метод наиболее универсальным с точки зрения создания сенсорных покрытий на поверхности оптических волноводах.
В работе [97] метод электростатической самоорганизации индикатора бриллиантового желтого и полиаллиламина на торце кварцевого оптоволокна использовали для получения рН-чувствительного оптического сенсора. Биосовместимый рН-сенсор, полученный модификацией боковой поверхности волоконного интерферометра мультислоями альгината натрия и полиэтиленимина, описан в работе [98]. Принцип действия такого сенсора основан на изменении показателя преломления полимерного покрытия вследствие набухания, степень которого зависит от pH раствора.
1.3.2. Композитные полимерные покрытия, содержащие наночастицы
металлов
Допирование полимерных покрытий наночастицами металлов является весьма перспективным способом получения материалов с заданными оптическими свойствами. Управляя формой и размером металлических наночастиц в пленке, можно достичь поглощения электромагнитного излучения в определенных участках спектрального диапазона. Например, пленка с объемным содержанием Ю^-КГ1 А§ наностержней (0.1x30 мкм) является прозрачной в ИК диапазоне, отфильтровывая излучение видимой и УФ областей спектра [99]. В работе [100] описаны высокоэффективные светофильтры толщиной в несколько десятков нанометров, полученные нанесением многослойных структур, состоящих из наночастнц серебра, разделенных слоями полимера.
Пленочные композитные материалы находят множество применений, в частности, для изготовления суперлинз, призм, неотражающих поверхностей [101,