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大氣壓等離子體涂層

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瀏覽:- 發(fā)布日期:2018-09-11 14:38:14【

[文章導讀] 為減少有毒化學(xué)物質(zhì)的使用,金屬納米粒子尤其是AgNPs的“綠色”合成目前受到了特別關(guān)注。這類(lèi)納米顆粒及銀離子必須與細菌細胞直接作用才能發(fā)揮出抗菌作用。因此......

為減少有毒化學(xué)物質(zhì)的使用,金屬納米粒子尤其是AgNPs的“綠色”合成目前受到了特別關(guān)注。這類(lèi)納米顆粒及銀離子必須與細菌細胞直接作用才能發(fā)揮出抗菌作用。因此,顆粒和離子必須處于作用點(diǎn),例如在需要抗菌保護的醫療裝置的表面上??紤]到這種作用機理,在官能化聚合物或彈性體的生產(chǎn)過(guò)程中將銀顆粒添加到本體材料中不是一種有效的制備方法。鑒于這種情況,表面改性似乎更具突破性,特別是成本較低的基于大氣壓等離子體涂布的改性方法。該領(lǐng)域在過(guò)去幾年中取得了很大進(jìn)展,除了火焰熱解過(guò)程[燃燒化學(xué)氣相沉積(CCVD]之外,還開(kāi)發(fā)了新的大氣等離子體化學(xué)氣相沉積(APCVD)工藝。

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AgNPs的優(yōu)勢與經(jīng)濟實(shí)用的方法相結合,制備薄的SiOx層是一個(gè)可行且有前景的工藝。研究APCVDCCVD技術(shù)與噴涂硝酸銀溶液的組合是否適合制造抗菌含銀薄膜。這個(gè)問(wèn)題的核心是:硝酸銀是否會(huì )分解成金屬或離子銀,以及是否可以在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生AgNPs。另外重要的是制備更具時(shí)間穩定性的含銀懸浮液,其中非附聚顆粒作為薄膜制備過(guò)程中的添加劑。

在大氣壓下僅需一步即可在基材上制備含殺菌銀的膜,不需要昂貴的真空技術(shù),也無(wú)需任何后處理工藝。將等離子體BLASTER MEFTIGRES,Rellingen,Germany)與改進(jìn)的等離子體噴射管組合使用,其能夠將添加劑添加到等離子體中。該電源由低頻脈沖直流電源驅動(dòng),等離子體BLASTER在內部棒狀電極和外部鼓風(fēng)管之間產(chǎn)生無(wú)電勢空氣等離子體,使用可調節的4-6巴的壓縮空氣將等離子體吹出鼓風(fēng)管。除了氣體的壓力之外,等離子體射流的長(cháng)度受所施加的功率的影響,其可在60-500W的范圍內調節,不需要額外的冷卻。濃縮的HMDSO用作前驅體。前驅體在管狀的等離子體中反應,在襯底上沉積SiOx膜。圓形蓋玻片用作基底材料,硝酸銀溶液或AgNPs懸浮液用作可噴霧添加劑。為了保證涂層的抗菌作用,硝酸銀在異丙醇和水體積比為11的混合溶液中制備。用閥門(mén)、蠕動(dòng)泵和加壓氣體(通常為氮氣)將該溶液直接噴入等離子體中。樣品臺可以在xy方向上移動(dòng)。

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通過(guò)紫外-可見(jiàn)光譜、粒度測量和TEM確認了該方法可以制備具有抗菌活性的含銀層,對革蘭氏陰性大腸桿菌具有強抗菌作用。與低壓涂層技術(shù)相比大氣壓等離子涂層具有很大的經(jīng)濟優(yōu)勢。而且等離子體的低溫使得能夠將該工藝應用于溫度敏感材料,例如聚合物。此外,與調節控制相關(guān)的噴射管形狀允許在不規整形狀表面的涂層和預制部件表面的設備制備抗菌涂層。

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