含銀納米顆粒二氧化硅薄膜的制備與性能研究.pdf

1、貴金屬納米材料可以制備出光處理和控制單元,使得人們對其產(chǎn)生興趣。這種材料通過表面電磁輻射進(jìn)而產(chǎn)生表面等離子體傳播,這種現(xiàn)象是由表面等離子共振引起的。由于這種方法的工作尺度在亞波長范圍內(nèi),可以避免光學(xué)衍射,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)納米光學(xué)器件。通過研究證實(shí),粒子的大小、形狀及周圍介質(zhì)可以影響表面等離子體的確切位置。
　　可以通過多種方法將貴金屬納米顆粒引入到基體當(dāng)中,在眾多方法之中,溶膠-凝膠法可以通過低溫加工方法實(shí)現(xiàn)氧化膜的制備,并且成膜均一

2、性較好。對于小粒徑分布的納米金屬顆粒,通過注入時(shí)控制化學(xué)藥劑量進(jìn)行調(diào)整。金屬銀粒子的產(chǎn)生是將銀鹽溶液溶解在前驅(qū)體中,然后經(jīng)過熱處理進(jìn)行還原。在這種實(shí)驗(yàn)方法中,溫度是最終決定銀納米顆粒大小、形狀和化學(xué)狀態(tài)的重要參數(shù),這些參數(shù)影響銀粒子在光學(xué)研究中的光強(qiáng)和光吸收。
　　本論文中通過X射線電子能譜、能量色散X射線分析、掃描電子顯微鏡、紫外可見光譜和透射電鏡對金屬納米粒子進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究。同時(shí)分析剖面圖,研究納米粒子的大小和形狀以及粒子分布。

3、
　　在外科手術(shù)中,實(shí)驗(yàn)設(shè)備極易對患者受傷部位產(chǎn)生二次感染,所以應(yīng)該在增加抗生素對細(xì)菌抵抗能力的同時(shí),防止設(shè)備造成的感染引起的健康問題。而將抗菌涂層涂覆在醫(yī)療器械表面是很有效的抑制病原性細(xì)菌產(chǎn)生的重要手段。在實(shí)際操作過程中,抗菌涂層可以不斷釋放殺菌劑,從而使其成為一種新的研究趨勢,并且得到了學(xué)術(shù)界極大的關(guān)注。這種納米涂層是一種復(fù)合涂層,涂層中各種組分的相互作用可使得涂層具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械性能。在眾多貴金屬材料中,銀具有很好

4、的殺菌能力,并且不會對人體細(xì)胞造成影響。所以可以通過將銀粒子引入到納米涂層當(dāng)中,并將其直接作用于患處,產(chǎn)生比口服抗生素藥物更有效的醫(yī)療手段。
　　本論文利用溶膠-凝膠法制備了納米銀粒子復(fù)合涂層,將銀納米顆粒以不同濃度沉積在氧化硅上,在空氣中進(jìn)行不同溫度退火。將制備的涂層的結(jié)構(gòu)及化學(xué)特性進(jìn)行表征。
　　首先,將銀納米粒子合成進(jìn)二氧化硅基體中,并用溶膠-凝膠法制成復(fù)合涂層,并對其納米銀粒子的大小和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),

5、改變前驅(qū)體硝酸銀可以調(diào)整銀粒子的大小,并且這樣的硅基涂層的穩(wěn)定性和生物相容性優(yōu)勢使其更適合做抗菌涂層。
　　其次,研究納米銀涂層對表面生物膜的形成作用。高溫處理過的涂層容易產(chǎn)生納米銀的擴(kuò)散,使得銀的含量持續(xù)降低。而實(shí)用低溫溶膠-凝膠方法可制備性能更加優(yōu)異的納米銀粒子硅烷基薄膜。我們將銀鹽溶解到基體中,制成納米涂層,進(jìn)而研究所需的銀釋放。即將涂層放入去離子水中,開始時(shí)會產(chǎn)生較高的釋放率,而隨著時(shí)間的推移,到第15天時(shí),釋放率變得很低

6、,這一研究過程是通過離子體質(zhì)譜法測得,我們將大約108CFU/ml富含營養(yǎng)的細(xì)菌懸液分別室溫下培養(yǎng)15和30天,然后把薄膜分別浸入到兩種溶液中,通過掃描電鏡(SEM)觀察浸入前后薄膜的表面形貌。結(jié)果發(fā)現(xiàn),銀納米顆粒達(dá)到35納米時(shí),復(fù)合涂層可以阻止細(xì)菌合適的購物膜的形成達(dá)到30天。
　　最后,將涂層進(jìn)行熱處理后進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),銀粒子的光吸收峰在退火后出現(xiàn)藍(lán)移,同時(shí)伴隨顆粒尺寸減小和AgOx納米粒子的形成,吸收光強(qiáng)減弱。通過AFM和XP