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),可以避免光學衍射,進而實現(xiàn)設計納米光學器件。通過研究證實,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中,在眾多方法之中,溶膠-凝膠法可以通過低溫加工方法實現(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,通過注入時控制化學藥劑量進行調(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)過熱處理進行還原。在這種實驗方法中,溫度是最終決定銀納米顆粒大小、形狀和化學狀態(tài)的重要參數(shù),這些參數(shù)影響銀粒子在光學研究中的光強和光吸收。
　　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行結(jié)構(gòu)研究。同時分析剖面圖,研究納米粒子的大小和形狀以及粒子分布。

3、
　　在外科手術中,實驗設備極易對患者受傷部位產(chǎn)生二次感染,所以應該在增加抗生素對細菌抵抗能力的同時,防止設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菌產(chǎn)生的重要手段。在實際操作過程中,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,并且得到了學術界極大的關注。這種納米涂層是一種復合涂層,涂層中各種組分的相互作用可使得涂層具有獨特的光學、電學、機械性能。在眾多貴金屬材料中,銀具有很好

4、的殺菌能力,并且不會對人體細胞造成影響。所以可以通過將銀粒子引入到納米涂層當中,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,在空氣中進行不同溫度退火。將制備的涂層的結(jié)構(gòu)及化學特性進行表征。
　　首先,將銀納米粒子合成進二氧化硅基體中,并用溶膠-凝膠法制成復合涂層,并對其納米銀粒子的大小和光學性質(zhì)進行研究。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)生納米銀的擴散,使得銀的含量持續(xù)降低。而實用低溫溶膠-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,進而研究所需的銀釋放。即將涂層放入去離子水中,開始時會產(chǎn)生較高的釋放率,而隨著時間的推移,到第15天時,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),銀納米顆粒達到35納米時,復合涂層可以阻止細菌合適的購物膜的形成達到30天。
　　最后,將涂層進行熱處理后進行研究發(fā)現(xiàn),銀粒子的光吸收峰在退火后出現(xiàn)藍移,同時伴隨顆粒尺寸減小和AgOx納米粒子的形成,吸收光強減弱。通過AFM和XP