Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Katedra přírodovědných oborů FBMI ČVUT Fyzikální ústav AV ČR v.v.i, Praha Povrchové vlastnosti biokompatibilních materiálů připravovaných pomocí pulzní.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Katedra přírodovědných oborů FBMI ČVUT Fyzikální ústav AV ČR v.v.i, Praha Povrchové vlastnosti biokompatibilních materiálů připravovaných pomocí pulzní."— Transkript prezentace:

1 1 Katedra přírodovědných oborů FBMI ČVUT Fyzikální ústav AV ČR v.v.i, Praha Povrchové vlastnosti biokompatibilních materiálů připravovaných pomocí pulzní laserové depozice Jan Mikšovský Miroslav Jelínek Jan Remsa Tomáš Kocourek

2 Motivace a cíle projektu 2 Řešení 7. RP – bezpečný katetr Záměrem je vytvoření uretrálního katetru s antibakteriálními vlastnostmi. Podle WHO se v nemocnicích v EU nakazí každoročně asi 2,4 miliony pacientů infekcí. Z toho asi 40 % v důsledku aplikace uretrálních katetrů. Vzniknul projekt kladoucí si za cíl přerušit kontaminační cesty pomocí vložení katetru s vrstvou oxidu titaničitého aktivovaného pomocí UV diody a zamezit tak šíření bakterií. Projekt se soustředil na nalezení podmínek pro získání dostatečných fotokatalytických vlastnosti TiO 2 vrstvy i za nižších teplot, které bude možnost aplikovat na plastový katetr.

3 Motivace a cíle projektu 3  Řešení 7. RP – bezpečný katetr  Růst krystalických fází TiO 2 za nízkých teplot  Fotokatalytická účinnost krystalických fází Možné kontaminační cesty při aplikaci urinálních katetrů Zkoumané bakterie: Enterobacteriaceae (E.coli, Klebsiella sp., Enetrobacter sp.), Pseudomonas aeruginosa, Eneterococci, Candida sp.)

4 Oxid titaničitý TiO 2 4 Základní krystalické fáze: Anatas, Rutil, Brokit Běžně používaný polovodič a průmyslový produkt: Eg = 3 eV u Rutilu Eg = 3,2 eV u Anatasu Výborné fotokatalytické vlastnosti → rozklad chemických látek a antibakteriální účinky

5 Pulzní laserová depozice 5 Princip PLD – ablace materiálu terče, vznik plazmového obláčku, nukleace a růst vrstvy Laserový svazek Křemenné okno Křemenná čočka Terč Topný stolek Podložka Vakuová komora Plasmový obláček Laser Vakuové čerpání Vakuová měrka Použitý laser: Excimerový laser COMPexPro™ 205 s KrF náplní. Vlnová délka byla λ = 248 nm, délka jednoho pulzu 20 ns, výstupní energie 800 mJ max.

6 Depozice vrstev TiO 2 Depoziční podmínky: Materiál terče Podložka vrstvy Hustota energie Teplota podložky Tlak v komoře Vzdálenost podložka-terč Frekvence Počet pulzů RF výboj Vakuová komora pro depozice TiO 2 vrstev.

7 7 Krystalická struktura: XRD a Ramanova spektrometrie Morfologie: AFM Solver NEXT od firmy NT-MDT Tloušťka vrstev a drsnost: profiloměr Alpha-Step IQ Surface Profiler od firmy KLA Tencor Transmitance: UV – VIS spektrometr Shimadzu UV /4 1% '59_FS_A3' '59_FS_A4' '59_FS_A0r' Analýzy vrstev Měření kontaktního úhlu a povrchové energie: DSA 100 Kruss Měření fotokatalytických vlastností (změna pH) Ukázka XRD analýzy Ukázka Ramanova spektra

8 Analýzy vrstev 8 Určení tloušťky vrstvy a drsnosti. AFM sken oblast 25 x 25 μm s ukázkou velkých částic uvolněných z terče. AFM sken oblast 3,5 x 5 μm nahoře 2D snímek fáze a 3D zobrazení dole.

9 Měření kontaktního úhlu a povrchové energie Statický kontaktní úhel Povrchová energie Fowkesova metoda Použité kapaliny Testování homogenity Testování krystalických fází

10 Fotokatalytické vlastnosti vrstev TiO 2 Princip fotokatalýzy Měření fotokatalytických účinků  Změna pH  Rozklad kyseliny olejové  Další metody Nahoře princip fotokatalýzy Vlevo měřící aparatura Dole výstup z měření

11 11 Testování mechanických vlastností Provádíme měření adheze pomocí Nanosklerometrické hlavy na přístroji AFM Solver Next. Zkoušeli jsme progresivní a konstantní zátež.

12 Zhodnocení výsledků a možnosti pokračování 12 Byly nadeponovány vzorky s různými krystalickými fázemi a vzorky amorfní. Krystalické fáze byly vytvořeny i za teplot 200°C a nižších. Amorfní vzorky vykazovaly vyšší povrchovou energii než vzorky krystalické. Měření fotokatalytických účinků ukazuje na lepší fotokatalytické vlastnosti anatasových a rutilových vzorků. Nejhůře se jevila brokitová fáze, která je podle výsledků horší než amorfní vzorky. Celkové fotokatalytické účinky námi vytvořených vrstev metodou PLD, se ukazují jako dobré. Také se potvrdil lepší růst a lepší fotokatalytická účinnost na křemíkových podložkách. Nejvýraznější pokles je u anatasového vzorku připraveného metodou sol-gel z prášku Degussa P25, zde je nutno doplnit, že plocha referenčního vzorku byla o 10 az 25 % vyšší.

13 Laboratoře PLD Prof. Miroslav Jelínek Ing. Tomáš kocourek, Ph.D. Ing. Jan Remsa Ing. Jan Mikšovský Ing. Makréta Zezulová Ing. Petr Písařík Hybridní laserové systémy ◦ Dvoulaserové systémy ◦ PLD + MG ◦ PLD + RF ◦ PLD + MG + RF ◦ Iont beam ◦ RTA, FTIR, AFM + sclerometr head, CA-SFE, Profiloměr, vláknový spektrometr, UV a O3 zdroje ◦ DLC, HA, HA+Ag, TiO2 13

14 Děkuji za pozornost!


Stáhnout ppt "1 Katedra přírodovědných oborů FBMI ČVUT Fyzikální ústav AV ČR v.v.i, Praha Povrchové vlastnosti biokompatibilních materiálů připravovaných pomocí pulzní."

Podobné prezentace


Reklamy Google