Синтез и химическое модифицирование поверхности анизотропных

наночастиц серебра]

Методы нанесения антибактериальных покрытий

Перед нанесением антибактериального покрытия обязательным условием для получения качественного поверхностного слоя служит подготовка поверхности изделия.

Антибактериальные покрытия наносятся после завершения всех обрабатывающих операций, при этим следует проверить отсутствие острых граней и кромк.

Одной из подготовок поверхности являются механическая обраотка. Она заключается в использовании дробеструйной очистки. Диаметр дроби лежит в диапазоне от 0,3 до 0,8 мкм. Это позволяет достичь необходимой шероховатости и удаления с поверхности различных загрязнений.

После механической обработки поверхности следует обезжиривание поверхности. Оно осуществляется специальными щелочами растворами, органическими растворителями, моющими составами.

Завершающей стадией является промывка поверхности в горячей воде.

Методов нанесения антибактериальных покрытий довольно много. Один из них это вакуумные методы, распыления, окунания, нанесение кистью и т.д.

Жидкие композиции наносятся с помощью кисти или пульверизатора или методом окунания.

Метод окунания заключается в погружении поверхности в специальный раствор.

Нанесение кистью заключается в том, что ее окунают в раствор и наносят на изделие.

Нанесение с помощью пульверизатора заключается в том, что с помощью него под давлением распыляется раствор на поверхность изделия.

Этим методом можно получить изделия разной толщины от 100 до 400мкм.

Вакуумные методы

В вакууме возможно получение тонких металлических пленок в результате испарения металла с последующей его конденсацией на покрываемой поверхности (так называемой подложке). Например, серебрение. В ряде случаев вакуумное напыление является единственным методом получения тонких пленок. Этот метод значительно экономичнее других известных методов массового производства металлизированных изделий. При его использовании механическая обработка поверхностей покрытия минимальна. Способ металлизации в высоком вакууме обеспечивает покрытие пластмасс, фольги, бумаги, тканей тонким металлическим слоем и прочное сцепление его с основным материалом. В процессе металлизации изделие вращается вокруг испарителя и покрывается слоем металла. Специальные зажимные приспособления должны обеспечивать простое и надежное крепление изделий; приспособления не должны затемнять металлизируемую поверхность.

Получение покрытий резистивным испарением.

Первые покрытия полученные резистивным испарение были представлены Фарадеем в 1857 году при проведении опытов с испарением металлических проволок в инертной атмосфере при пропускании через них электрического тока. В настоящее время эта технология широко используется при получении покрытий алюминия, меди, кадмия, цинка и других металлов, имеющих относительно низкую температуру испарения.

Технология получения покрытий резистивным испарением характеризуется следующими основными достоинствами:

1) возможность нанесения покрытий из металлов, диэлектриков, полупроводников;

2) технология реализуется с помощью относительно простых устройств;

3) возможность осаждения покрытий с высокой скоростью и ее регулирования в широких пределах;

Вместе с тем данная технология имеет следующие недостатки:

1) высокая инерционность процесса испарения;

2) трудность управления потоком атомов;

3) низкая ионизация атомов в потоке и, как следствие этого, невысокая адгезия и сплошность осаждаемых покрытий;

4) трудность, а в ряде случаев невозможность получения покрытий из тугоплавких металлов.

Электронно-лучевое нанесение вакуумных покрытий

При электронно-лучевом нанесении вакуумных покрытий нагрев и испарение вещества осуществляются в результате теплового действия электронов, бомбардирующих испаряемую мишень. Данным методом получают покрытия из сплавов металлов, полупроводников и даже диэлектриков. Электронно-лучевое нанесение покрытий характеризуется следующими преимуществами:

1. Возможность получения высоких по плотности потока энергий в электронном пучке jэ ~ 5·108 Вт/см2 (для испарения металлов достаточны потоки с энергией в 103 раз ниже). При этом в зоне действия электронов может развиваться температура ~ 10000 °C, поэтому этим методом осуществляется испарение практически любых, даже очень тугоплавких материалов.

2. Парообразование происходит на поверхности. Это очень важная особенность процесса. При резистивном испарении более высокая температура достигается в зоне контакта расплавленного металла с поверхностью испарителя. При этом образующиеся пары проходят через расплав металла, что вызывает появление в газовом потоке капельной фазы. При электронно-лучевом испарении капельная фаза практически отсутствует.

3. Представляется возможным сканировать поток электронов по поверхности мишени, и, таким образом, при использовании составных тиглей достаточно просто изменять химический состав испаряемых частиц и их пространственное распределение.

4. Возможность автоматизации процесса испарения и, соответственно, нанесения покрытия в целом.

5. Получение химически чистых покрытий, т.к. нагревается только испаряемый материал.

Электронно-лучевые методы нанесения покрытий имеют следующие основные недостатки:

1. Необходимо использование источников высокого напряжения (до 10 кВ), что определяет сложности их эксплуатации;

2. Относительно невысокий КПД электронно-лучевых устройств. Более 25 % потребляемой мощности идет на вторичное электронное и рентгеновское излучение, нагрев тигля и т.д.;

3. В процессе роста покрытия поверхность подложки подвергается воздействию высокоэнергетичных электронов. Эти электроны способны генерировать дефекты в растущей пленке, вызывать ее распыление. При попадании этих электронов на поверхность технологической оснастки возможно дополнительное газовыделение, которое отрицательно сказывается на качестве наносимых покрытий.

Лазерное нанесение покрытий

При реализации лазерного нанесения покрытий нагрев и испарение вещества осуществляются когерентным электромагнитным излучением.

Лазерная технология нанесения покрытий имеет следующие преимущества:

1. Нет необходимости в применении в устройствах для испарения источников высоких напряжений.

2. Реализуются достаточно чистые условия нанесения покрытий, так как осуществляется нагрев только мишени.

3.Возможность достижения в потоке высокой плотности энергии – 108 …109 Вт/см2 и, как следствие этого, получение покрытий из самых тугоплавких материалов и диэлектриков.

4. Высокая мгновенная скорость напыления (103…105 нм/с), что положительно сказывается на качестве образующихся слоев; покрытие является более однородным, сплошным, имеет высокодисперсную структуру.

5. Высокая стабильность процесса испарения, так как отсутствуют жесткие требования к степени вакуума при работе лазерных испарительных систем.

6. Высокая производительность и технологичность.

Для испарения материалов используют обычно СО2-лазеры с длиной волны излучения λ=10,6 мкм, а также твердотельные (рубиновые) лазеры с λ=0,6943 мкм и неодимовые лазеры с λ=1,06 мкм.

Недостатки:

1. Использование достаточно сложного технического оборудования

2. Низкий КПД в технологических лазерах (не более 20-25%)

3. Низкие значения равнотолщинностей наносимых слоев.

4. Стехиометрия покрытия отличается от мишени.

Экспериментальная часть

Вымывание антибактериального покрытия nCu+Pe с поверхности образца.

Используемое оборудование:

- Спектрофотометр Varian CARY 50

- Печь для длительной выдержки образца

- Плитка с подогревом для малой выдержки образца

Используемые приборы и растворы:

- Емкость объёмом более 100 мл

- Пинцет

- Натрий-фосфатный буфер

Проведение испытания

1) В стеклянную емкость наливали натрий-фосфатный буфер, имитирующий среду организма человека, в объеме равном 100мл.

2) Образцы с нанесенным покрытием полностью погружали в буферный раствор , так что бы сторона на которую нанесено покрытие не вступала взаимодействие с емкостью.

3) Емкость с раствором и образцом размещаем на малой плитке предварительно разогретой до 36 С° градусов. (Температура поддерживается на протяжении всего эксперимента одинаковой)

4) По прохождении 15 мин с начала эксперимента делали первый замер растворенного вещества при помощи спектрофотометра Varian CARY 50. Для этого исследуемый образец аккуратно с помощью пинцета вынимали из раствора, помещали в кювету и затем в спектрофотометр.

5) Спектроскопические измерения проводили каждые 15 мин в течении первых 2х часов, а дальнейшие измерения проводили с многочасовым временным интервалом. В первые часы с начала проведения эксперимента требуется проводить измерения достаточно часто, так как именно в это время вымывание лекарственного препарата из нанесенного покрытия происходит достаточно интенсивно. С течением времени высвобождение лекарственного препарата стабилизируется.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: