получение антибактериальных слоёв Ti o2 и tio2ag методом газофазного осаждения осаждение из гексаядерного u oxo ti (iv) комплекса, используемого ка

Исходнаястатья - CVD of TiO2 and TiO2 Ag antimicrobial layers Deposition from the hexanuclear __-oxo
Ti(IV) complex as a precursor, and the characterization. Surface & Coatings Technology 222 (2013) 38-43

Получение антибактериальных слоёвTiO2 и TiO2/Agметодом газофазного
осаждения: осаждение из гексаядерного u-oxoTi(IV) комплекса,
используемого как прекурсора и его характеристика

Вступление.
Низкая стоимость, токсикология, интересные физико-химические и
биологические свойства TiO2 делают его самым привлекательным
материалом для различного применения. Диоксид титана широко
используется в микроэлектронике, оптике и технологиях созданий плѐнок.
Фотокаталитические свойства этого материала делают свой вклад в очистку и
расщепление воды. Его фотоактивность позволяет использовать его
антибактериальные слои и самоочищающиеся поверхности. Поэтому,
строение TiO2 прямо пропорционально наноразмерным слоям, и изучение их
физико-химических и биологических свойств – одна из самых больших
проблем, которые интенсивно исследуются научными центрами и
индустрией в последнее время.
Есть множество методов, используемых для осаждения тонких слоѐв TiO2, к
примеру: золь-гель, различные варианты химического осаждения из пара
(при атмосферном давлении –APCVD, при низком – LPCVD, с применением
аэрозоля – AACVD) и осаждение атомных слоѐв (ALD). Согласно
предыдущим докладам, многие факторы влияют на технологию
изготовления. Природа субстрата, полиморфическая структура диоксида
титана и физико-химические свойства слоя – самые главные факторы.
Химическое осаждение их пара (газофазное осаждение) обычно применяется
для осаждения из тонких слоѐв металла. Этот метод предлагает
потрясающую адгезию, большую площадь роста, хорошую микроструктуру и
стехиометрический контроль. Анализ предыдущих докладов выявил две
таких системы: а) тетраизопропоксид титана (TTIP) и б) TiCl4 с кислородным
источником (например, H2O2, этилацетат). Эти две системы используются
чаще всего как прекурсоры слоѐв диоксида титана в методах газофазного
осаждения на кремниевой или стальной подложке. Различные
проблемы,связанные с хранением этих компонентов, побуждают нас к

поиску новых соединений Ti(IV), которые могли бы быть использованы как
источник диоксида титана. В наших работах мы сосредоточились на
приложении гексаядерного u-oxoтитанового (IV) комплекса как нового типа
прекурсоров вMOCVD. Результаты наших исследований подтвердили, что
возможно использовать комплексы [Ti6O6(OR)6(O2CR`)6] как прекурсоры.
Эти соединения не требуют необычных условий хранения, более того
неустойчивы при температуре между 513 и 523 К. Их использование в
процессе газофазного осаждения разрешает осаждение слоѐв TiO2 (на
кремниевую подложку, Si(111)), чьи поликристаллические структуры зависят
от температуры осаждения.
Имплантология – динамично развивающаяся часть современной медицины, в
которой главным образом используется чистый титан, как биоматериал для
производства имплантантов. Это возможно в связи с химическими и
физическими свойствами самого титана: он очень прочен физически,
великолепноустойчив к коррозии, обладает сопротивляемостью к
химическим факторам и биосовместим. Модификация поверхности
титанового имплантанта ускоряет его оссеинтеграционный процесс
(структура непосредственного контакта между имплантантом и костью, без
промежуточной мягкой ткани) и обогащает поверхность антибактериальным
и свойствами – это объект недавно проделанных исследований. Один из
подтверждѐнных методов создания титановых имплантантов – их покрытие
наноразмерным слоем диоксида титана или TiO2/Me (M-Cu, Ag, Au). В этой
статье мы расскажем о результатах получения плѐнок диоксида титана и
TiO2/Ag на титановых подложках (на титановой фольге и титановых
имплантантах). Потенциальное применение осаждѐнных слоѐв как
антибактериальных покрытий требует знаний в микробиологии и
фотокаталитических реакциях. Результаты этих исследований также
опубликованы в этой статье.
2. Материалы и методы.
2.1 Синтез диоксида титана и серебряных металлических прекурсоров
Прекурсор TiO2, чья формула [Ti6O6(H2O)2(OiBu)6(O2CtBu)6] был
синтезирован в реакции тетраизобутоксида (Ti(OiBu)4) с 2,2диметилпропионовой кислотой (HO2CiBu), как это было опубликовано в
отчѐтах ранее. Бесцветный кристаллический порошок прекурсора хранился
при комнатной температуре в аргоновой атмосфере. Комплекс серебра, чья
формула [Ag(O2C`Bu)(Pet3)], был синтезирован в сухом аргоне с
использованием технологии Скленка, согласно описанной ранее продуцере.
Комплекс был получен в виде жѐлто-зелѐного масла. Характеристики

синтезированных смесей были исследованы с использованием методов IR и
NMR спектроскопии. Инфра-спектр (IR) был записан на спектрометре Perkin
Elmer Spectrum 2000 с разрешением 400-4000см-1 со средней шириной щели
и разрешением пиков в 4.0 см-1. Кристаллы были исследованы ввиде
порошка, измельчѐнного в пеллет KBr. Спектр NMR13С в твѐрдом
состоянии был зарегистрирован на спектрометре Bruker AMX 300.
2.2 Эксперименты по осаждению
Эксперименты по осаждению были изучены с использованием
горизонтального реактора газофазного осаждения «горячая стена». Плѐнки
диоксида титана были нанесены под 2-5 гПа и в диапазоне температур 673853 К. Титан ((5×5 мм и 10×10 мм пластины 0.25 мм титановой фольги
(99.7% металла)) был в роли подложки. Подложки были очищены HNO3
(50%, 840 см3/1 дм3), HF (48%, 1 см3/1 дм3) и NH4F (20 г/1 дм3). Перед
экспериментом подложки были опущены в: этанол (70%, 10 мин),
дистиллированную воду (5 мин) и HNO3 (50%, 5 мин). Все условия
осаждения описаны в Таблице 1. Значения осаждений (нм х мин-1) были
рассчитаны точными измерениями в разнице масс подложек (1 г;
микробаланс SARTORIUS SC 2) до и после осаждения и затем разделением
времени осаждения. Плѐнки были исследованы рентгеновскими лучами
(XRD). Данные XRD были собраны дифрактомером Philips X'PERT, в 30-80о
20 измерений, используя облучение CuK и простое вращение (шаг – 0.1,
программный – 0.5, время измерений – 11 с на единицу). Масса рутиловой
фазы была вычислена, основываясь на методе, который был изложен в
другой статье. Для этого, изменения в интенсивности (110) пиков при 2ϴ =
25.2о и 27,4о для анатаза TiO2 и рутиловые, соответственно, были приняты в
расчѐт. Морфология слоя и нанокристаллическая структура были изучены с
использованием электронного сканирующего микроскопа (SEM — LEO
1460V) и трансмиссионной электроскопии высокого разрешения (FEI type
TECNAI G2TF20-X-TWIN).
2.3 Антибактериальные свойства
Антибактериальные свойства слоѐв TiO2 и TiO2/Ag были протестированы с
использованием модифицированного метода Вана на трѐх видах бактерий и
одном виде грибка (Таблица 2). Все микробиологические измерения были
представлены без активации UV.
Таблица 1.
Условия осаждения TiO2и Ag.
TiO2

Ag

Прекурсор
Темп. Испарения (Tv)
Газ - транспорт
Давление (p)

[Ti6O6(OBu)6(O2CtBu)6]
513 К
Ar
3 гПа

[Ag(O2CtBu)(PEt3)]
433 К
Ar
1.5 гПа

Скорость потока газа

900 - 1350 см3 мин-1

Субстраты

Ti

Ti/TiO2

Темп. cубстратов (TD)

573 - 853 К

513 - 533 К

Эти бактерии и грибок используются в фармацевтической микробиологии –
включая тестирование фертильности для тестов стерилизации. Staphylococcus
aureus и Escherichia coli использовались для всех экспериментальных
комбинаций. Pseudomonas aeruginosa и грибок Candida albicans как наименее
чувствительные к разрушающему химическому воздействию были
протестированы только на комбинациях, которые полностью или частично
ингибированы S. Aureus и E. Coli. Уровень антибактериальной активности
слоѐв диоксида титана и TiO2/Ag, усиленной серебряными зѐрнами,
вычисляется по уравнению (1):
AE(%) = [(C-T)/C] X 100
где:
AE – антибактериальная активность,
C – число колоний бактерии на контрольной подложке (кремний)
Т – число колоний бактерии на тестируемой подложке (TiO2 или TiO2/Ag).
2.4. Изучение фотокаталитических свойств
Фотокаталитические свойства слоѐв TiO2 были оценены на основескорости
разрушения стеариновой кислоты на поверхности оксида титана. Плѐнки
диоксида титана выращены на титановой подложке (10 х 10 мм), покрыты
аэрозолем стеариновой кислоты, растворѐнной в метаноле (с = 8,8 * 10-3
мол/дм3). Растворитель с поверхности субстрата был удалѐн мягким
выпариванием под струѐй горячего воздуха. Образцы были облучены UV –
лампой с использованием оптического «кат – офф» фильтра – 410 нм
(Edmund Optics, время облучения – 24 часа). Изменения в концентрации
стеариновой кислоты на поверхности TiO2/Tiподложки были вычислены как
интеграл изменения интенсивности CH2 и полосы поглощения CH3, которая
появилась между 2700 и 3000 см-1 в IR-спектре плѐнки (PerkinElmer Spectrum
2000 с DRIFT -оборудованием). Более того, шаг разрушения слоя
стеариновой кислоты в течении всего облучения был изучен с

использованием метода взвешивания каждые 3 часа (Sartorius SC2 microweight).
3. Результаты и обсуждение
3.1. Структура и морфология тонких слоѐв TiO2 и TiO2/Ag
Испарение [Ti6O6(OiBu)6(O2CtBu)6] и его возможное применение как
прекурсора диоксида титана в газофазном осаждении было подтверждено
результатами наших более ранних исследований. Дальнейшее структурное
изучение соединения выявило присутствие молекул воды в кристаллической
решѐтке, и поэтому была предложена формула:
[Ti6O6(H2O)2(OiBu)6(O2CtBu)6]. Путь термолиза этой формулы принимает
частичное разрушение соединения и структуры в парообразном состоянии, а
также стабильных частиц, содержащих титан (IV) (например, Ti–OiBu, OTi–
OiBu и Ti–OOCtBu) при 513 К (скорость испарения rvap 1.3 мг х мин-1, р= 3.0
гПа). Низкая реакционная способность этого комплекса к гидролизу и
способность к структурированию слоя TiO2 с хорошо изученной
полиморфической структурой – главные «плюсы» использования этого
комплекса как прекурсора TiO2 в газофазном осаждении. Наш интерес в
создании антибактериальных плѐнок на поверхности титановых
имплантантов вызван тем, что эксперименты по осаждению были проведены
главным образом на металлических титановых подложках (титановая фольга
как модель системы и сам титановый имплантант использовался в ротальнолицевой хирургии).
В нашей работе были использованы два шага по подготовке к эксперименту
поверхности субстрата для осаждения: (а) очистка поверхности субстрата в
смеси HNO3/HF/NH4F и (б) еѐ активация погружением в 40% раствор NaOH
(Методическая и материальная часть). Второй метод использовался для
увеличения адгезии плѐнок диоксида титана на металлическую титановую
подложку. Процесс осаждения был исследован на зависимости скорости
осаждения (rD) слоѐв TiO2, осаждѐнных на неактивированной поверхности
субстрата, при условии что плотность TiO2 3.84 г/см3. Согласно зависимости
Аррениуса, представленной на Рис. 1, значение скорости осаждения (rD)
слоѐв TiO2, осаждѐнных на неактивированной поверхности, линейно
возрастает от 3.0 до 7.8 нм х мин-1 в температурном диапазоне 693-753 К.
Энергия активации (Ea), рассчитанная из зависимости Аррениуса (Рис. 1),
около 69,7 кДж/моль. Рассчитанные значения скорости осаждения и энергия
активации сопоставимы со справочными данными для плѐнок диоксида
титана, осаждѐнных с использованием Ti(OiPr)4 как прекурсора в MOCVD.
Также, значения Ea и rD, соответственно, ниже и выше сравнении с
адекватными значениями слоѐв, созданных из [Ti6O6(OiPr)6(O2CtBu)6]
(TDmax=773 K, Ea=118 кДж мол−1, rD=3.8 нм·мин−1). Анализ данных
дифракции рентгеновского излучения подтверждает структуру смеси

анатаз/рутил во всѐм температурном диапазоне осаждения (693-753 К).
Вычисленная доля присутствующего рутила увеличивается с температурой и
равна 62,6% при 753 К. Модификация поверхности титанового субстрата
путѐм его погружения в раствор NaOH выявила более конфликтный характер
процесса осаждения. Скорость осаждения слоѐв TiO2 изменилась с 1.34 на
3.84 нм х мин-1 (Рис. 1). Сравнение зависимости Аррениуса с данными
дифракции рентгеновских лучей (Рис. 2) выявило, что нуклеация и
медленный рост (1.3-3.8 нм/мин, Еа = 72,8 кДж/моль) слоѐв анатаза были
замечены между 623 и 673 К. Существенные изменения в скорости
осаждения не наблюдались при температуре 673-713 К (Рис. 1). Анализ
данных дифракции рентгеновских лучей подтвердил структуру слоѐв анатаза
TiO2, тем не менее, появление очень слабых пиков при 27о говорит о том, что
конверсия анатаза в рутил инициирована. При более высоких температурах
(выше 713 К) скорость этого перехода быстро увеличивается и плѐнки TiO2,
которые являются смесью вышеуказанных полиморфных форм, были
осаждены (доля рутильной фазы, вычисленной на основе данных дифракции
рентгеновского излучения, возросла с 51.4% до 66.6% при 733 К и 753 К,
соответственно). Процесс перехода заканчивается при 853 К, и образуются
чистые рутиловые слои TiO2, собранные из плотноупакованных
нанокристаллов. Также, скорость осаждения быстро возрастает от 3.8 до 33.8
нм х мин-1, в то время как значение энергии активации падает до 69.1
кДж/моль (Рис. 1).
Изменения в морфологии слоѐв диоксида титана, внесенные использованием
[Ti6O6(H2O)2(OiBu)6(O2CtBu)6] как прекурсора TiO2 в газофазном осаждении,
Рис. 1
Зависимость Аррениуса скорости осаждения от плѐнок TiO2(газофазное
осаждение, Ar, TV=513 K, t=120 мин, p=3 гПа).

Рис. 2
Изменения в морфологии слоѐв TiO2, приготовленных с использованием
[Ti6O6(H2O)2(OiBu)6(O2CtBu)6] как прекурсора для газофазного осаждения
(TV=513 K, p=2.5 мбар, t=60 мин, Ar).

были изучены с использованием сканирующего электронного микроскопа
(SEM). Снимки плѐнок TiO2, выращенных на поверхности титановых
субстратов с и без активации, представлены на Рис. 3. Результаты этих
исследований предполагают, что модификация поверхности есть главный

фактор, который влияет на морфологию слоѐв, их плотность и полиморфную
структуру. Модификация поверхности титанового субстрата путѐм
погружения его в раствор NaOH, вызвала увеличение упаковки слоѐв анатаза
TiO2 при 693 К (Рис. 3). Конверсия полиморфной структуры слоя из анатаза в
рутил вызвана изменением в их шероховатости, размере зѐрн и плотности.
Плотно упакованные плѐнки рутила TiO2 показывают, что аморфные слои,
содержащие размельчѐнные кристаллы анатаза были сформированы между
693 и 713 К. В более высоком температурном диапазоне (713-753 К)
формируются плѐнки анатаза. Трансмисионный электронный микроскоп с
высоким разрешением (HRTEM) подтвердил нанокристаллическую
структуру осаждѐнных слоѐв (Рис. 4 (а)). Также, простой снимок HRTEM
нанокристалла плѐнки TiO2 был сделан при температуре 733 К, что показало
его композиционную структуру (Рис. 4 (Б)). Структура слоя, состоящего из
48.6% анатаза и 51.4% рутила была подтверждена данными дифракции
рентгеновского излучения.
Хорошо зная антибактериальные свойства наносеребра, мы решили
использовать добавку Ag, чтобы увеличить микробиологические свойства
титан –диоксидных покрытий. В наших экспериментах мы использовали
плѐнки, осаждѐнные при 733 К, которые являются смесью анатаза (~48.6%) и
рутила (~51.4%) (Рис. 5). Комплекс карбоксилата серебра (1), чья формула
[Ag(O2CCH2t Bu)(PEt3)] использовался как прекурсор серебра в газофазном
осаждении. Относительно неплотная упаковка нанокристаллов TiO2 в плѐнке,
осаждѐнной при 733 К, оказала влияние на адсорбцию прекурсора добавки
серебра (1) во всѐм объѐме покрытия. Дальнейшее разрушение при высокой
температуре привело к разрушению серебряных металлических зѐрен на
верхушках нанокристаллов TiO2 во всѐм объѐме слоя (Рис. 5). Размер зѐрен
серебра меняется от 20 до 50 нм и доля осаждѐнного серебра равна 0.8 uг
(0,9%), 1.9 uг (2,1%) и 3.7 uг (4,1%) для 18, 34 и 60 мг от использованного
прекурсора серебра, соответственно. EDX подтвердилоприсутствие 6.419.5% серебра на поверхности образцов TiO2/Ti (C — 0.5–2.4, O — 15.8–26.8,
Ti — 48.7–68.6 at.%).
3.2. Антибактериальная активность слоѐв TiO2 и TiO2/Ag, осаждѐнных на
поверхности титановых имплантантов.
Результат долгого ношения хирургического имплантанта – главная угроза,
т.к. слой бактерий прилипает к биоматериалу. Сначала бактерия образует
биослой на поверхности материала, затем она начинает атаковать
окружающие еѐ ткани. Поэтому, покрывать имплантанты слоем,
обладающим антибактериальными свойствами (например, TiO2, Ag) – очень
хорошая идея. Помимо изучения биологической реакционной способности
тонких слоѐв диоксида титана, у которых такие важные факторы, как
толщина плѐнки и еѐ чистота, мы должны рассмотреть также полиморфную

структуру. Изменения антибактериальной активности в плѐнках TiO2 в
зависимости от температуры разрушения и структурные модификации
представлены в Таблице 3.

Рис. 3
Температурные изменения в морфологии слоѐв TiO2, приготовленных с
использованием [Ti6O6(H2O)2(OiBu)6(OOCtBu)6] как прекурсора в газофазном
осаждении. Слои были осаждены на поверхности кусочков титановой фольги
1 х 1 см: А – перед модификацией, Б – после обработки NaOH(TV=513 K, p=3
гПа, t=60 мин, Ar).

получение антибактериальных слоёв Ti o2 и tio2ag методом газофазного осаждения осаждение из гексаядерного u oxo ti (iv) комплекса, используемого ка

Рис. 4.
Снимки HRTEMнанокристаллов TiO2 , которые покрывают титановую
подложку; (А) нанокристаллическая структура слоя TiO2, осаждѐнная при
733К, (Б) смешанная структура (анатаз/рутил) нанокристаллов.
Результаты микробиологических экспериментов на бактерии E. Coli ATCC
8739 показали, что главные антибактериальные свойства плѐнок смеси
анатаз/рутил, осаждѐнных при температуре 713 К были лучше, чем свойства
плѐнок чистого анатаза или рутила. Более того, изучение S. aureus ATCC
6538, P. aeruginosa ATCC 9027 и C. albicans ATCC 10231 показало
удовлетворительные свойства слоѐв, осаждѐнных при 713 К. Наблюдаемая
смертность была 92,51% и 74%, соответственно. Обещанные
антибактериальные свойства были замечены у плѐнок диоксида титана,
полученных при 733 К, тем не менее, в этом случае этот слой состоял из
анатазовой формы TiO2 (48,6%) и рутиловой (51,4%). Антибактериальная
активность слоѐв TiO2, возможно, связана с деградацией стенки клетки и
цитоплазмической мембраны из-за производства активных форм кислорода,
таких как гидроксильные радикалы и пероксид водорода. Это сначала
приводит к утечке компонентов клетки, затем к лизису клетки, и далее может
последовать полная минерализация организма. Смертность бактерий и
грибка наиболее полная, когда есть прямой контакт между
микроорганизмами и катализом TiO2. Убивающая активность увеличена
присутствием другого антибактериального объекта, такого, как серебряные
нанозѐрна. Наблюдаемая разница между антибактериальной активностью
слоѐв TiO2в зависимости от типа бактерии проявляется, возможно, из-за
разной структуры стенок клеток бактерий.
В связи с исследованием влияния плѐнки TiO2, усиленной серебряными
зѐрнами на антибактериальную активность, были проанализированы
покрытия TiO2/Ag , полученные при температуре 733 К (без UV-радиации).

Рис. 5
СнимкиSEMслоѐвTiO2 , усиленныеметаллическимизѐрнамисеребра (~2 μг Ag
на ~71 μг TiO2), осаждѐнныхнатитановыеимплантанты
(газофазноеосаждение, [Ag(OOCCH2t Bu)(PEt3)], TV=433 K, TD=553 K, p=1.5
гПa, t=60 мин).
Результаты этих экспериментов представлены в Таблице 4. Усиление слоѐв
TiO2 серебром (4,1%) увеличило антибактериальное влияние с 94.58% до
99,92% для бактерии E. coli ATCC 8739. Та же ситуация и с S. aureus ATCC
6538, для которой антибактериальная эффективность увеличилась с 45,5%
(Таблица 3) до 100% (Таблица 4). Увеличение количества серебряных зерѐн в
слое TiO2 с 2,1% до 4,1% вызывает увеличение смертности E. coli ATCC
8739, S. Aureus ATCC 6538 и C. albicansATCC 10 231, но в то же время
уменьшает смертность P. aeruginosa ATCC 9027.
3.3. Фотокаталитические свойства слоѐв TiO2
Обещанные антибактериальные свойства слоѐв диоксида титана появляются
при создании плѐнки при температуре 733 К, это и было причиной, почему
мы сфокусировались на изучении фотокаталитических свойств слоѐв,
которые являются смесью анатаза (48,6%) и рутила (51,4%) TiO2.
Стеариновая кислота, осаждѐнная на поверхность слоя TiO2 или TiO2/Ag,
была использована как система моделирования для изучения
фотодеградацинного процесса. Согласно справочным данным,
фоторазрушение этого соединения происходит по этой схеме:

Вследствие этого, фотодеградационный путь стеариновой кислоты может
выступать как зависимость между интегральной частотой абсорбционных
слоѐв, выделенных для растяжения вибраций CH2 и CH3 и временем
облучения (Рис. 6). Спектральные изменения на поверхности изученных
образцов были зарегистрированы с использованием метода инфракрасной
диффузионной отражающей способности трансформационной
спектроскопии (DRIFTFTIR).
Анализ спектральных данных показал, что фоторазрушение стеариновой
кислоты происходило быстро в течении 12 ч под UV-облучением.
Вышеизложенный процесс стабилизовался между 12 и 18 часами, и полное
разрушение произошло после 21 ч.
Для подтверждения спектроскопических данных, были измерены изменения
в долях образцов TiO2 – стеариновая кислота, зависящих от времени
облучения (Рис. 6).
Таблица 3.
Влияние полиморфной структуры TiO2 на антибактериальную активность
плѐнки, осаждѐнной на титановую подложку; смертность[%].
TD [K]
693
713
733
753
739

Полиморфная система
Анатаз
Анатаз/рутил (>5%)
Анатаз/рутил (51.4%)
Анатаз/рутил (66.6%)
Рутил

Escherichia coli ATCC 8739
47,44 ± 1.93%
100 ± 0%
94,58 ± 0,97%
94,11 ± 1,61%
67,52 ± 3,43%

Меньшая интенсивность микробаланса в сравнении со спектральными
измерениями может быть объяснена наблюдаемой разницей в
фотодеградационной скорости стеариновой кислоты в первые 6 часов.
Скорость этого процесса быстро возрастает между 6 и 8 часами и после этого
времени стабилизовывается. Добавление в плѐнки диоксида титана
серебряных зѐрен влияет на быстрое уменьшение фотокаталитических
свойств изученных покрытий. Такой же эффект наблюдал Маури и ост.в
случае фотокаталитического разрушения водного раствора оранжевого G для
слоѐв TiO2/Ag.

Таблица 4

Эффект от добавления Agна антибактериальные свойства покрытий TiO2/Ag,
осаждѐнных при 733 К; смертность [%]
Добавка Ag *μг+
([%])
0,8 (0,9)
1,9 (2,1)
3,7 (4,1)

Escherichia coli ATCC
8739
29.62±21.68%
11.65±20.95%
99.92±0.13%

Staphylococcus
aureus
ATCC 6538
45.50±21.63%
76.78±37.05%
100±0%

Pseudomonas
aeruginosa
ATCC 9027
0.02±13.46%
100±0%
65.17±6.08%

Candida
albicans
ATCC 10231
35.58±27.90%
72.28±10.28%
91.76±1.47%

Рис. 6.
Фотокаталитическое разложение стеариновой кислоты под UV–излучением
на поверхности слоя анатазной фазы TiO2 (~48,6%) и рутиловой (~51,4%)

4. Выводы
Результаты экспериментовосаждения из газовой фазы подтверждают
обещанные свойства [Ti6O6(OiBu)6(H2O)2(O2CtBu)6] как нового типа
прекурсоров TiO2. Полиморфная структура осаждѐнных слоѐв диоксида
титана зависит от температуры осаждения. Анализ данных, полученных XRD
и HRTEM методами подтверждает, что плѐнки из чистого рутила и анатаза
были созданы при 693 и 853 К, соответственно. Нанокристаллические слои
состоящие из смеси анатаз/рутил были сформированы при температуре 693-

853 К. Рутильная форма TiO2 в этой смеси и плотность осаждѐнных слоѐв
возрастает с увеличением температуры осаждения.
Покрытия TiO2/Ag, содержащие от 1% до 4% металлические серебряные
добавки были созданы на титановой фольге и титановых имплантантах с
использованием газофазного метода осаждения из [Ag(O2CCH2 t Bu)(PEt3)],
используя его как прекурсор. Слабая упаковка нанокристаллов TiO2
позволяет приготовление покрытий, содержащих зѐрна серебра размеров 2050 нм, осаждѐнных во всѐм объѐме слоя диоксида титана.
Изучение антибактериальной активности и результатов фотокаталитических
экспериментов, показало лучшие свойства слоѐв TiO2, произведѐнных при
температуре 713 К (100% E. coli ATCC 8739).
Слои, полученные при 733 К (48.6% анатаза и 51,4% рутила) показали, что
антибактериальные свойства у них немного хуже (~94.58% E. Coli ATCC
8739). Добавив в эти слои 4% серебряных зѐрен, можно повысить их
антибактериальную активность (~99.92% E. coli ATCC 8739).
Благодарности.
Авторы благодарят Университет Николая Коперника за финансовую
поддержку, грант № UMK 504Ch.

получение антибактериальных слоёв Ti o2 и tio2ag методом газофазного осаждения осаждение из гексаядерного u oxo ti (iv) комплекса, используемого ка

More Related Content

What's hot (19)

Viewers also liked (9)

Similar to получение антибактериальных слоёв Ti o2 и tio2ag методом газофазного осаждения осаждение из гексаядерного u oxo ti (iv) комплекса, используемого ка (20)

получение антибактериальных слоёв Ti o2 и tio2ag методом газофазного осаждения осаждение из гексаядерного u oxo ti (iv) комплекса, используемого ка