WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Увеличение скорости сканирования (0.2 В/с) помогает избежать захвата контейнеров полипиррольной пленкой и делает возможным формирование полых полипиррольных контейнеров. В этом случае присутствуют два типа микроконтейнеров: большие микроконтейнеры размером 250 мкм с концентрацией 103 1/см2 и маленькие контейнеры размером меньше 20 мкм и концентрацией 107 1/см2. Дальнейшее увеличение скорости сканирования до 0.5 В/с приводит к отрицательному результату – получаются поломанные или открытые микроконтейнеры с тонкими стенками из-за того, что только небольшое количество полимеризованного пиррола нанеслось на поверхность кислородных пузырей до отделения микропузырей от электрода. Таким образом, оптимальная скорость сканирования для получения полипиррольных контейнеров – 0.2 В/с.

10 мкм 50 мкм Рисунок 8. СЭМ-изображения полипиррольных контейнеров, полученных электрополимеризацией (скорость сканирования 0.2 В/с, 15 циклов) из 0.5М раствора пиррола и 0.5М раствора БНСК.

Следующий параметр, влияющий на электрополимеризацию, а тем самым, на формирование контейнеров – это число циклов окисления.

Значительное количество полипиррольных контейнеров со средним размером 2.3 мкм были получены после 10 циклов полимеризации. После 15 и 20 циклов средний размер микроконтейнеров увеличивался до 4 мкм. Последующее увеличение числа циклов до 30 приводит к уменьшению размера контейнеров до 2.3 мкм вместе с уменьшением концентрации контейнеров в 10 раз. После циклов полимеризации сформированные контейнеры оказываются включенными в толстую полипиррольную пленку. Наблюдаемые изменения можно объяснить двумя процессами: формированием полипиррольной пленки вокруг кислородных шариков и ростом полипиррольной пленки на электроде.

И большие (>20 мкм), и маленькие (<10 мкм) кислородные микропузыри формируются на электроде во время первого цикла; число маленьких микропузырьков значительно больше по сравнению с числом больших. При небольшом числе окислительных циклов основная часть полипиррола адсорбируется на поверхности микропузырей, формируя большое количество полипиррольных контейнеров маленького размера. Увеличение продолжительности окисления полипиррола приводит к увеличению толщины полипиррольной пленки на поверхности электрода. Полученная пленка закрывает уже сформированные полипиррольные контейнеры своей матрицей и поглощает их без возможности дальнейшего отделения ультразвуком.

С помощью кривых циклической вольтамперометрии было показано, что полипиррольные пленки с микроконтейнерами обладают более сильными окислительными свойствами, чем обычные пленки полипиррола, перенесенные на такой же электрод. Это обусловлено тем, что площадь поверхности полипиррольной пленки с контейнерами гораздо больше, чем площадь обычной пленки. Плотность поверхностного заряда полипиррольной пленки с микроконтейнерами (0.2 Кл/см2) в 40 раз больше, чем заряд плоской полипиррольной пленки.

Изучение проницаемости полипиррольных контейнеров проводили с использованием красителя родамина 6Ж (рис. 9). Интенсивность флуоресценции красителя, наблюдаемая в конфокальный микроскоп, позволяет исследовать проницаемость капсул при различных значениях pH среды.

а б в Рисунок 9. КЛСМ-изображения полипиррольных микроконтейнеров с родамином 6Ж при различных значениях pH среды: а) pH=1, б) pH=5 и в) pH=7.

Полипиррольная оболочка проницаема для родамина в сильнокислой среде (рис. 9а). Родамин диффундирует во внутреннюю часть микроконтейнера и при дальнейшем увеличении рН может быть закапсулирован внутрь.

Закрытое состояние полипиррольной оболочки для низкомолекулярного красителя видно на рис. 9б, где краситель не может проникнуть через оболочку.

Дальнейшее смещение pH в щелочную область инициирует высвобождение захваченного красителя и переводит контейнеры в открытое состояние (рис. 9в). Переключение между открытым и закрытым состояниями полипиррольных оболочек обратимо и может быть повторено несколько раз без нарушение целостности и свойств оболочки: pH<3 – проницаемое состояние, 37 – проницаемое. Наблюдаемый эффект может быть объяснен тем, что полипиррол (PPy) существует в виде PPy (A–) в кислой среде и в виде PPy(OH–) в щелочной среде, что вызывает расширение полимерной матрицы и, соответственно, обеспечивает проницаемость оболочки контейнера для молекул красителя.

Основные результаты и выводы 1. Показано, что капсулы с наночастицами, включенными в состав оболочки фотовосстановлением серебра, реакцией серебряного зеркала, адсорбцией стабилизированных наночастиц серебра и золота из золя эффективно поглощают лазерное излучение. Это обусловлено явлением плазмонного резонанса.

2. Разработан способ модификации полиэлектролитных капсул наночастицами серебра с помощью реакции серебряного зеркала. Показано, что размеры, количество и взаимное расположение наночастиц серебра на оболочке капсул определяются типом ядра, временем реакции, температурой реакционной смеси.

3. Обнаружено, что при адсорбции наночастиц из золя их концентрация в капсуле больше в случае оболочек, сформированных на микросферолитах СаCO3, чем на частицах полистирола. Показано, что это обусловлено более развитой поверхностью ядер СаCO3.

4. Обнаружено, что происходит полное разрушение всех полученных нанокомпозитных капсул под воздействием лазерного излучения на длине волны вблизи пика поглощения наночастиц серебра и золота (532 нм) и мощностью 100 мВт.

5. Получены зависимости мощности лазерного излучения, необходимой для разрушения капсулы, от массы золота в оболочке капсул. Показано, что более резкий характер этих зависимостей наблюдается для капсул, сформированных на СаСО3, чем для капсул, полученных на ядрах из полистирола. Это обусловлено разным распределением частиц в этих объектах.

6. Продемонстрировано, что для дистанционного высвобождения закапсулированного материала путем воздействия лазерного излучения перспективным является использование золотых наностержней в качестве поглощающего элемента оболочки.

7. Впервые электрохимической полимеризацией пиррола на поверхности стального электрода получены полипиррольные микроконтейнеры. Показано что размер контейнеров и толщина полипиррольной оболочки варьируются скоростью сканирования потенциала на электроде и диапазоном изменения потенциала.

8. Предложен метод отделения полипиррольных контейнеров от поверхности электрода и полипиррольной пленки воздействием ультразвука, что позволяет получать суспензии полипиррольных микроконтейнеров.

9. Впервые показано, что полипиррольная оболочка отделенных микроконтейнеров практически не проницаема для низкомолекулярных красителей при 37) имеет высокую проницаемость. Все это обеспечивает эффективное капсулирование низкомолекулярных веществ изменением pH среды.

Основные результаты диссертации изложены в следующих работах:

1. Букреева Т.В., Парахонский Б.В., Скиртач А.Г., Суша А.С., Сухоруков Г.Б. Получение полиэлектролитных капсул с наночастицами серебра и золота в оболочке и дистанционное разрушение таких капсул воздействием лазерного излучения. - Кристаллография. 2006. Т. 51. № 5. С. 920-926.

2. Букреева Т.В., Парахонский Б.В., Марченко И.В., Хлебцов Б.Н., Хлебцов Н.Г., Дементьева О.В., Савватеев М.Н., Фейгин Л.А., Ковальчук М.В..

Полиэлектролитные микрокапсулы с наночастицами серебра и золота в составе оболочки, полученные на ядрах карбоната кальция и полистирола. - Российские нанотехнологии. 2008. Т. 3. № 1-2. С. 88-96.

3. Parakhonskiy B., Andreeva D., Mohwald H., Shchukin D. Hollow Polypyrrole Containers with Regulated Uptake/Release Properties - Langmuir, 2009.

v. 25 (8), p. 4780–4786.

4. Парахонский Б.В., Букреева Т.В., Скиртач А.Г., Сухоруков Г.Б.

Полиэлектролитные микрокапсулы, чувствительные к воздействию лазерного излучения. -: Сборник тезисов докладов и сообщений XIII Всеросийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем», – Уфа: ИФМК УНЦ РАН, 2006. C.5. Parakhonskiy B.V., Bukreeva T.V., Parakhonskiy G.V, Skirtach A.G., Sukhorukov G.B., Khlebtsov N.G., Feigin L.A., Kovalchuk M.V. Permeability adjustment of polyelectrolyte micro- and nanocapsules by laser irradiation - Proc.

SPIE. 2007. v. 6536. p. 653605.

6. Parakhonskiy B.V., Bukreeva T.V. A study of Laser Irradiation Influence on the Stable of Polyelectrolyte Micro- and Nanocapsules - WDS'07 Proceedings of Contributed Papers, 2007, Part III, p. 118–122.

7. Парахонский Б.В. Разрушение нанокомпозитных оболочек полиэлектролитных микрокапсулметодом лазерного воздействия. Тезисы докладов конференции: Малый полимерный конгресс Москва, Россия 2005. С.

118.

8. Парахонский Б.В., Букреева Т.В., Скиртач А.Г., Сухоруков Г.Б.

Полиэлектролитные микрокапсулы, чувствительные к воздействию лазерного излучения. - Структура и динамика молекулярных систем: Сб. статей. Вып.

XIII, Ч. II. – Уфа: ИФМК УНЦ РАН, 2006. C.103.

9. Parakhonskiy B.V., Bukreeva T.V., Parakhonskiy G.V, Skirtach A.G., Sukhorukov G.B., Feigin L.A., Kovalchuk M.V. Nanoengineered multifunctional polyelectrolyte capsules: preparation and prospective application - Abs. SaintPetersburg International Workshop on NanoBiotechnologies. Санкт-Петербург, Россия 2006 С. 38.

10. Парахонский Б.В, Букреева Т.В, Дистанционное вскрытие полиэлектролитных капсул воздействием лазерного излучения -X Международная школа молодых ученых по твердотельной электронике "Физика и технология микро и наносистем". Санкт- Петербург, Россия. С. 5556.

11. Парахонский Г.В., Букреева Т.В., Парахонский Б.В., Кошкин А.В., Петров Н.Х. Полиэлектролитные капсулы, наполненные циановыми красителями. Международная школа молодых ученых по твердотельной электронике "Физика и технология микро и наносистем". Санкт- Петербург, Россия. С. 56-57.

12. Парахонский Б.В., Марченко И.В., Букреева Т.В., Плотников Г.С.

Фейгин Л.А. Модификация оболочек полиэлектролитных капсул наночастицами серебра и золота и разрушение нанокомпозитных капсул воздействием лазерного излучения. – Тезисы докладов III Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике. Москва, Россия, 2008. С. 53.

13. Парахонский Г.В., Букреева Т.В., Парахонский Б.В., Петров Н.Х.

Изучение свойств карбоцианиновых красителй внутри полиэлектролитных капсул.Тезисы докладов III Международной конференции по коллоидной химии и физико-химической механике. Москва, Россия, 2008. С. 58.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»