Anatāzes vai rutila TiO2 nanoslāņu veidošanās uz Ti pamatni ar lāzera starojumu: mehāniskās, fotokatalītiskās un antibakteriālās īpašības
Doktorantūras skolas “Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas” zinātniskajā seminārā uzstājās Arturs Medvids no RTU.
Anotācija:
Tika izmantota lāzera inducēta oksidēšanas metode TiO2 slāņa veidošanai uz Ti substrāta. TiO2 fāzi var kontrolēt ar Nd: YAG lāzeru ar pamata frekvenci ar intensitāti I = 52,8 MW / cm2 un trīs dažādām dozām. Doza D1 = 3,1x1020 phot/cm2 veido TiO2 slāni anatāzās fāzē, kurai ir visaugstākā fotokatalītiskā, antibakteriālā un adhēzijas spēja. Palielinoties lāzera dozai, TiO2 slāņa biezums palielinās no 40 nm līdz 100 nm, bet fotokatalītiskās sadalīšanās reakcijas konstante samazinās. Novērotā virslineārā TiO2 slāņa biezuma palielināšanās, pieaugot lāzera dozai, ir izskaidrojama ar pozitīvu atgreznisko saiti apstarošanas procesā. Temperatūra paaugstinās, palielinoties biezumam, pateicoties interferences radītajam atstarošanās koeficienta samazinājumam. Līdz ar biezuma palielināšanos, TiO2 uz Ti struktūras adhēzija samazinās no 800 mN līdz 400 mN fāžu maisījumu veidošanās dēļ.
Pēc TiO2 veidošanās P. Aeruginosa un S. Epidermidis baktēriju kolonizācijas intensitāte samazinās vairāk nekā desmit reizes. Šie rezultāti ir izskaidrojams ar TiO2 slāņa daļēju transformāciju, kas veidojas anatāzas fāzē pie dozas D1 un rutila fāzam dozam pie D2 un D3 skabekļu atomu deficīta dēļ, ko izraisa zema skabekļa atomu difūzija titānā. Saskaņā ar mūsu eksperimentiem un aprēķiniem, izmantojot Vāgnera oksīdācijas modeli, lāzera tehnoloģiju var izmantot, lai veidotu kristāliskas struktūras ar vienslāņa precizitāti.