Příprava nanokompozitních tenkých vrstev

Abstract

Nanokompozitní tenké vrstvy mohou najít uplatnění zejména ve fotovoltaice, optice, při výrobě senzorů či v biolékařských aplikacích. Tato práce se zabývá výrobou a charakterizací vrstev kovové nanočástice-polymer, které mají přímé uplatnění jednak díky svým optickým vlastnostem (např. povrchem zesílená Ramanova spektroskopie), jednak díky svému antibakteriálnímu účinku (biomedicína). Kovové nanočástice jsme vyráběli jednak pomocí magnetronového naprašování (ostrůvkový růst), jednak pomocí plynových agregačních nanočásticových zdrojů, čímž jsme dostali nanočástice s velmi rozdílnou morfologií. Jako materiál pro nanočástice jsme zvolili stříbro zejména kvůli jeho antibakteriálním účinkům. Jako matrici jsme použili naprašovaný Nylon a PTFE (polytetrafluoroethylen), tedy dva polymery s výrazně odlišnou chemickou strukturou a s ní související rozdílnou povrchovou energií. Nejdříve jsme srovnali růst obou typů nanočástic na podkladových vrstvách naprašovaného Nylonu a PTFE. Dále jsme srovnávali vlastnosti nanokompozitů polymer-Ag-polymer také pro oba typy kovových nanočástic a pro obě matrice. Vlastnosti jsme určovali zejména s ohledem na stabilitu ve vodě (antibakteriální povrchy), při zvýšené teplotě (možnost sterilizace zahřátím) a stabilitu na vzduchu (uskladnění). Nakonec byly provedeny testy, které měly za...

Nanocomposite thin films can find application in photovoltaics, optics, fabrication of sensors, or in biomedicine. This work investigates fabrication and characterization of thin metal-plasma polymer nanocomposite films which have direct application because of their unique optical properties (e.g. SERS - Surface-Enhanced Raman Spectroscopy) or antibacterial effects (biomedicine). We fabricated metal nanoparticles either by magnetron sputtering (island growth) or by means of gas aggregation source of nanoparticles, thereby we got nanoparticles with very different morphologies. We used silver as a material for nanoparticles because of its antibacterial effects. We incorporated these nanoparticles into sputtered Nylon and sputtered PTFE (polytetrafluoroethylene) plasma polymer matrix. These two polymers have very different chemical structure and related different surface energy. First, we compared growth of nanoparticles on substrates of sputtered Nylon and PTFE. Then we compared properties of sandwich nanocomposites polymer-Ag-polymer for both types of nanoparticles and for both matrix materials. We characterized produced thin films especially with respect to their stability in water (antibacterial films), thermal stability (sterilization by heating) and stability on the open air (storage). Finally, the tests...