Doktorska disertacija
Nanos nanodelcev s plazemskim curkom pri atmosferskem tlaku in njegova uporaba
Ogledi: 8 | Prenosi: 8
Povzetek
Neravnovesni plazemski curki pri atmosferskem tlaku pri obdelavi materialov so bili v zadnjih dveh desetletjih deležni precejšnje pozornosti in so še vedno v fazi razvoja ter
naraščajočega zanimanja za sintezo materialov in obdelavo površin. Glavna priložnost teh tehnik je potencialno znižanje stroškov opreme in procesov. Plazemski curki pod atmosferskim tlakom (APPJ) so zaradi posebnega delovanja lažji za rokovanje in
vzdrževanje. Poleg teh prednosti nudijo plazemski curki ekskluzivne možnosti pri sintezi in
obdelavi nanomaterialov, pri čemer substrat postavljajo izven meja. Pričakuje se, da bo integracija v obstoječe proizvodne linije nanomaterialov veliko lažja. Za optimizacijo procesa so potrebni veliki napori, saj lahko nanj vpliva veliko dejavnikov. Na primer, kemične substance in atmosferski pogoji lahko vplivajo na širjenje toka plazme iz naprave v odprt prostor in proti substratu.
Namen dela je razviti metodo za hitro in zanesljivo sintezo nanodelcev, po katerih je veliko povpraševanje, posebej za plazmonično aktivne nanodelce za senzorske aplikacije.
To delo bi prispevalo k rešitvi zapletov v obstoječih postopkih sinteze, kot so toksični kemični postopki, ki se uporabljajo za sintezo zlatih nanodelcev. Redukcija s plazmo pri atmosterskem tlaku ne potrebuje redukcijskih sredstev ali površinsko aktivnih snovi, s
katerimi bi bilo čiščenje produkta dodaten korak. To je tudi obetajoča tehnika za hitro, zanesljivo in stroškovno učinkovito pripravo kovinskih nanodelcev. Drugo dejstvo je, da se
lahko neposredno uporablja za biološke aplikacije, saj je postopek popolnoma nestrupen.
Plazemski curki pod atmosferskim tlakom lahko v trenutku reducirajo kovinske soli in tako pride do sinteze in odlaganja kovinskih nanodelcev v enem samem koraku, pri čemer bi konvencionalni nestrupeni biološki postopek trajal ure ali celo dneve za dokončanje sinteze.
V aplikativnem delu je delo osredotočeno na enostavno in ekonomično sintezo plazmonično
aktivnih nanodelcev, ki bi jih lahko uporabili za senzorske aplikacije v bionanotehnologiji.
Da bi dosegli zastavljene cilje, so bile te raziskave osredotočene predvsem na sintezo nanodelcev plemenitih kovin, kot je zlato, ki je zelo razširjeno na različnih področjih
uporabe. Pred tem je bil uspešno zgrajen ustrezen plazemski sistem z enoelektrodnim curkom plazme z atmosferskim tlakom, ki omogoča interakcije med plazmo in paro, kar vodi do redukcije kovinskih soli.
Vendar pa je kvantitativna ocena procesa sinteze z interakcijami med plazmo in paro težka. Rezultati podpirajo predlagano hipotezo, da plazemski curek pri atmosferskem tlaku posreduje pri redukciji vodotopnih soli plemenitih kovin prek interakcij med plazmo in paro ter lahko nadomesti običajne, dolgotrajne tehnike sinteze. Tako sintetizirani nanodelci so plazmonično aktivni in se lahko uporabljajo za napredne elektronske aplikacije ali zaznavanja v aplikacijah za odkrivanje bakterijske DNK.
Najpomembnejši cilj tega dela je uporaba plazemskih curkov za redukcijo in nanašanje
kovinskih nanodelcev, kar olajša zapletene korake pri sedanjih običajnih metodah.