CZ304187B6 - Způsob ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu, substrát obsahující podklad s ukotvenými nanostrukturami a/nebo vrstvou zlata - Google Patents
Způsob ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu, substrát obsahující podklad s ukotvenými nanostrukturami a/nebo vrstvou zlata Download PDFInfo
- Publication number
- CZ304187B6 CZ304187B6 CZ2011-713A CZ2011713A CZ304187B6 CZ 304187 B6 CZ304187 B6 CZ 304187B6 CZ 2011713 A CZ2011713 A CZ 2011713A CZ 304187 B6 CZ304187 B6 CZ 304187B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- substrate
- gold
- radicals
- nanostructures
- biphenyldithiol
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00206—Processes for functionalising a surface, e.g. provide the surface with specific mechanical, chemical or biological properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Vynález se týká způsobu ukotvení nanostruktur (5) zlata na povrchu podkladu (1), který spočívá v tom, že se nejprve na povrchu podkladu (1) působením vysokoenergetických částic rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů (2) a/nebo konjugovaných dvojných vazeb (3) při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku kyslíkatých skupin. Následně se na radikály (2) a/nebo dvojné vazby (3) a/nebo kyslíkaté skupiny na povrchu podkladu (1) prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), nebo aminoskupinou (-NH.sub.2.n.) nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly dithiolu (4) a/nebo thiolu, ke kterým se poté prostřednictvím chemické reakce mezi jejich nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) a zlatem navážou nanostruktury (5) zlata, které se tak ukotví na povrchu podkladu (1). Obdobně lze tento způsob použít také pro ukotvení vrstvy zlata. Vynález se dále týká také substrátu připraveného tímto způsobem.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu.
Vynález se také týká substrátu vytvořeného tímto způsobem.
Dosavadní stav techniky
Jak se postupně potvrzuje, řada materiálů vykazuje ve formě nanostruktur, tj. struktur, jejichž rozměry se pohybují pod hranicí 100, resp. 350 nm (například nanočástic, nanovláken, nanotyčinek, nanodrátků, apod.) dramaticky odlišné vlastnosti a chování, než které jsou pro tyto materiály typické ve formě makrostruktur (objemového materiálu). To je způsobeno zejména větším podílem atomů na povrchu nanostruktury v porovnání s celkovým počtem atomů v nanostruktuře, a s tím vzrůstajícím vlivem kvantových efektů.
Tento fenomén se projevuje například i u zlata, které má ve formě nanostruktur s rozměry pod 100 nm červenou barvu a přitom současně není inertní a chemicky neaktivní. To umožňuje použití nanostruktur zlata v řadě různých oborů. Například po úpravě vhodnými funkčními ligandy mohou být nanostruktury zlata využity jako nosiče aktivních látek (léčiv, výživy, apod.) a/nebo genetického materiálu v medicíně, resp. tkáňovém inženýrství, neboť jsou schopny pronikat do živých buněk. Ve formě nanotyčinek pak mají široké uplatnění v nelineární optice, neboť podporují podélný povrchový plazmon (koherentní kolektivní oscilaci elektronů ve vodivostním pásmu), který tak lze dle potřeby nastavit do viditelné nebo infračervené části spektra. Kromě toho lze různé nanostruktury zlata nebo jejich kombinace dále použít například také v katalýze, detekci látek, separačních procesech, spektroskopii, biologii a řadě dalších oborů.
Většina těchto aplikací však vyžaduje, aby byly nanostruktury zlata uloženy na povrchu vhodného podkladu, například vrstvy polymeru, kdy se s výhodou kombinují vhodné vlastnosti polymeru (flexibilita, elasticita, izolační schopnosti) a zlata (elektrická a tepelná vodivost). Polymery však nejsou pro nanášení nanočástic zlata, resp. jiných kovů vhodné, protože interakce a následná adheze mezi nimi a daným kovem jen velmi slabá, neboť se jedná o principielně zcela odlišné materiály. Největší roli přitom hraje nízká smáčivost, většinou nepolární charakter a nízká kohezní energie polymerů.
I když bylo navrženo několik postupů pro ukotvení nanostruktur zlata na povrchu vrstvy polymeru, žádný z nich obecně nevede k ukotvení, které by bylo dostatečně odolné pro praktické využití. Jednotlivé postupy jsou navíc omezeny pouze na úzké skupiny polymerů, a pro jiné polymery, či jiné materiály, které by pro uložení a využití nanostruktur zlata připadaly také v úvahu, např. sklo, nejsou využitelné vůbec. Obdobně také dosud navržené postupy pro ukotvení nanostruktur zlata k povrchu skla opět nejsou využitelné pro všechny typy skleněných, případně jiných, podkladů.
Cílem vynálezu je navrhnout způsob pro ukotvení nanostruktur zlata, resp. jednotlivých atomů zlata na povrchu vhodného podkladu tvořeného polymerem, sklem nebo polovodičem, který by zajistil dostatečnou pevnost a odolnost jejich uložení. Kromě toho je cílem vynálezu také substrát, který obsahuje podklad, na němž je tímto způsobem ukotvena vrstva nanočástic a/nebo atomů zlata.
- 1 CZ 304187 B6
Podstata vynálezu
Cíle vynálezu se dosáhne způsobem ukotvení nanostruktur zlata na povrchu podkladu, jehož podstata spočívá v tom, že se na povrchu podkladu nejprve působením vysokoenergetických částic rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku kyslíkatých skupin, načež se na radikály a/nebo dvojné vazby a/nebo kyslíkaté skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), nebo aminoskupinou (—NH2) nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly dithiolu a/nebo thiolu, které slouží jako pojivo, a ke kterým se poté prostřednictvím chemické reakce mezi jejich nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) a zlatém navážou nanostruktury zlata, které se tak ukotví na povrchu podkladu. Ukotvení je přitom dostatečně pevné a odolné pro většinu uvažovaných aplikací, například i pro aplikace, ve kterých nanostruktury zlata slouží jako nosiče dalších vrstev.
Nejsnazším způsobem přivedení nanostruktur zlata k podkladu s navázanými molekulami dithiolu a/nebo thiolu je ponoření podkladu do vodné suspenze nanostruktur zlata.
Nanostruktury zlata jsou přitom s výhodou obaleny citrátem sodným, který brání jejich koagulaci a tím je stabilizuje.
Analogický postup lze použít také pro ukotvení vrstvy zlata na povrchu podkladu. V takové variantě se nejprve na povrchu podkladu působením vysokoenergetických částic rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku kyslíkatých skupin, načež se na radikály a/nebo konjugované dvojné vazby a/nebo kyslíkaté skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), a/nebo aminoskupinou (-NH2) a/nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly dithiolu a/nebo thiolu. Na tyto molekuly se následně deponují atomy zlata, které se prostřednictvím chemické reakce s nenasycenou merkaptoskupinou (—SH) dithiolu a/nebo thiolu navážou na molekuly dithiolu a/nebo thiolu, čímž se ukotví na povrchu podkladu.
Atomy zlata se přitom na povrch podkladu s uloženými molekulami dithiolu a/nebo thiolu deponují s výhodou stávajícími technikami, jako například naprašováním a/nebo naparováním.
Působením vysokoenergetických částic, které na povrchu podkladu vyvolává štěpení vazeb, může být například působení laseru a/nebo plazmy a/nebo UV záření a/nebo ultrazvuku a/nebo iontového svazku.
Nejsnazším způsobem přivedení dithiolu a/nebo thiolu na podklad s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami je jeho ponoření do vodného nebo alkoholového roztoku thiolu a/nebo dithiolu.
Jako nejvhodnější dithiol se během testů jevil ethandithiol a bifenyldithiol, jako nejvhodnější thiol pak cysteamin a merkaptoethanol.
Podkladem pro ukotvení nanostruktur nebo vrstvy zlata může být polymerní fólie, vrstva polymerních nanovláken, sklo nebo vrstva polovodiče, případně jiný materiál, který na svém povrchu obsahuje takovou vrstvu.
Cíle vynálezu se dále dosáhne také substrátem, který obsahuje podklad, na jehož povrchu jsou prostřednictvím dithiolu a/nebo thiolu ukotveny nanostruktury zlata, přičemž dithiol a/nebo thiol je k povrchu podkladu navázán prostřednictvím chemické vazby vytvořené chemickou reakcí mezi jeho merkaptoskupinou (-SH) a/nebo aminoskupinou (-NH2) a/nebo hydroxyskupinou (-OH) a radikály a/nebo dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu podkladu.
-2CZ 304187 B6
Nanostruktury zlata jsou pak k dithiolu a/nebo thiolu navázány prostřednictvím chemické vazby vytvořené chemickou reakcí mezi zlatém a zbývající chemicky aktivní merkaptoskupinou dithiolu a/nebo thiolu.
Pro využití v medicíně, resp. tkáňovém inženýrství, apod., je možné na nanostruktury zlata uložit živé buňky, které mají k takovému podkladu výbornou adhezi a velmi dobře na něm prosperují.
Obdobný substrát lze vytvořit také uložením vrstvy zlata na povrch podkladu. Na povrchu podkladu jsou přitom prostřednictvím dithiolu a/nebo thiolu ukotveny jednotlivé atomy zlata, přičemž dithiol a/nebo thiol je k povrchu podkladu navázán prostřednictvím chemické vazby vytvořené chemickou reakcí mezi jeho merkaptoskupinou (-SH) a/nebo aminoskupinou (-NFF) a/nebo hydroxyskupinou (-OH) a radikály a/nebo dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu podkladu, a atomy zlata jsou k dithiolu a/nebo thiolu navázány prostřednictvím chemické vazby vytvořené chemickou reakcí mezi zlatém a druhou merkaptoskupinou dithiolu a/nebo thiolu.
Také v tomto případě lze na vrstvu zlata v případě potřeby uložit živé buňky.
Vhodným podkladem pro uložení vrstvy zlata je pak polymemí fólie, vrstva polymerních nanovláken, sklo nebo vrstva polovodiče, případně libovolný jiný materiál, který obsahuje na svém povrchu takovou vrstvu.
Přehled obrázků na výkresech
Na přiloženém výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněn vývojový diagram způsobu ukotvení nanostruktur a atomů zlata na povrchu podkladu podle vynálezu, na obr. 2 schéma molekuly dithiolu, konkrétně bifenyldithiolu, na obr. 3a a 3b AFM snímek nanostruktur zlata v tzv. kontaktním a face modu uložených způsobem podle vynálezu na vrstvě polyethylenu (PE), na obr. 4 graf znázorňující množství živých buněk po jednom a třech dnech od uložení na fólii polyethylenu, na fólii polyethylenu modifikovanou působením plazmy a na fólii polyethylenu s uloženou vrstvou nanostruktur zlata podle vynálezu, na obr. 5a snímek z optického mikroskopu s živými buňkami uloženými na fólii z polyethylenu, na obr. 5b snímek z optického mikroskopu s buňkami uloženými na fólii z polyethylenu po modifikaci v plazmě, na obr. 5c snímek z optického mikroskopu s buňkami uloženými na fólii z polyethylenu, na jejímž povrchu jsou způsobem podle vynálezu ukotveny nanostruktury zlata, na obr. 6a snímek z elektronového mikroskopu po provedení nanoindetační vrypové zkoušky vrstvy zlata uložené na fólii z polyethylenu, na obr. 6b snímek z elektronového mikroskopu po provedení nanoindetační vrypové zkoušky vrstvy zlata uložené na fólii z polyethylenu modifikovanou působením plazmy, na obr. 6c snímek z elektronového mikroskopu po provedení nanoindetační vrypové zkoušky vrstvy zlata uložené na fólii z polyethylenu způsobem podle vynálezu, na obr. 7a a 7b AFM snímek nanostruktur zlata v tzv. kontaktním a face modu uložených způsobem podle vynálezu na vrstvě polyethylentereftalátu (PET), na obr. 8a a 8b AFM snímek nanostruktur zlata v tzv. kontaktním a face modu uložených způsobem podle vynálezu na vrstvě skla, které bylo modifikováno působením plazmy po dobu 240 s, a na obr. 9a a 9b AFM snímek nanostruktur zlata v tzv. kontaktním a face modu uložených způsobem podle vynálezu na vrstvě skla, které bylo modifikováno působením plazmy po dobu 360 s.
Příklady provedení vynálezu
Způsob pro ukotvení nanostruktur zlata podle vynálezu bude vysvětlen na schematickém vývojovému diagramu znázorněném na obr. 1. V prvním kroku se připraví podklad J_, který může být dle potřeby tvořený v podstatě libovolným polymerem, s výhodou například ve formě fólie nebo vrstvy nanovláken, sklem nebo polovodičem, nebo jiným materiálem, který obsahuje takovou
-3 CZ 304187 B6 povrchovou vrstvu. Během přípravy se v důsledku působení svazku vysokoenergetických částic (např. laseru, plazmy, UV záření, ultrazvuku, iontového svazku, nebo jejich kombinace) štěpí chemické vazby na povrchu podkladu i, čímž se na něm vytváří chemicky aktivní místa tvořená radikály 2 a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami 3. Alespoň část z nich pak při styku s atmosférou oxiduje za vzniku kyslíkatých skupin, například karbonylových skupin (-CO), karboxylových skupin (-COOH), esterových skupin (-COOR), apod.
K takto připravenému podkladu i se následně přivede, například ve formě vodného nebo alkoholového roztoku vhodný dithiol 4 obsahující dvě merkaptoskupiny (-SH), nebo směs dithiolů, případně thiol, který obsahuje jednu merkaptoskupinu (-SH) a dle svého typu jednu amino skupinu (—NH2) nebo hydroxylovou skupinu (-OH), nebo směs thiolů, případně směs dithiolů a thiolů. Přitom dochází k chemické reakci mezi jednou merkaptoskupinou (-SH) dithiolů 4, nebo amino skupinou (-NH2) nebo hydroxylovou skupinou (-OH) thiolů s radikály 2 a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami 3 a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu podkladu I, v důsledku čehož se dithiol 4 a/nebo thiol naváže na povrch podkladu i. Díky prostorovému uspořádání dithiolů (obr. 2), resp. thiolů zůstává jeho (druhá) merkaptoskupina (-SH) odvrácená od povrchu podkladu i a díky tomu nadále chemicky aktivní. Vhodným dithiolem 4 je například ethandithiol nebo bifenyldithiol, vhodným thiolem je pak například cysteamin nebo merkaptoethanol.
Poté se k povrchu podkladu i s navázaným dithiolem 4 a/nebo thiolem přivedou nanostruktury 5 zlata, s výhodou například ve formě vodní suspenze zlatých nanokuliček a/nebo nanotyčinek obalených vhodným citrátem, např. citrátem sodným, který zabraňuje jejich koagulaci a tím je stabilizuje. Nanostruktury 5 zlata pak díky své reaktivitě velmi ochotně reagují s aktivními (volnými) merkaptoskupinami (-SH) dithiolů 4 nebo thiolů, čímž se na ně chemicky naváží a ukotví se tak na povrchu podkladu L Přitom se ukládají do struktur, které kopírují tvar povrchu podkladu i. Jejich ukotvení je dostatečně pevné a odolné, aby se takto vytvořený substrát 6, v případě potřeby doplněný dalšími vrstvami (vč. další vrstvy nanočástic nebo jiných nanostruktur 5 zlata) a/nebo prvky, mohl použít pro většinu uvažovaných aplikací, zejména v oblasti mikroelektroniky (elektrody kondenzátorů, tranzistorů, apod.), optoelektroniky (vrstva CD a DVD, nebo LCD či flexibilních displejů, apod.), biologie (biosenzory), obalové techniky, katalýzy nebo například jako vrstva pro odraz světla pro povrchově zesílenou. Ramanovu spektroskopii, apod., včetně aplikací, kdy vrstva nanostruktur 5 zlata slouží jako nosná vrstva například pro pěstování živých buněk, atd.
Kromě nanostruktur 5 zlata lze stejným způsobem na povrchu podkladu i ukotvit v podstatě souvislou vrstvu zlata, když se na podklad 1 s navázaným dithiolem 4 a/nebo thiolem deponuje zlato ve formě jednotlivých atomů známými postupy - například naparováním a/nebo naprašováním. K volným merkaptoskupinám (-SH) dithiolů 4 a/nebo thiolů se přitom chemicky navazují přímo jednotlivé atomy zlata, přičemž se dosáhne podstatně vyšší pevnosti jejich ukotvení na podkladu X, než v případě jejich přímého nanášení na podkladu 1 bez využití dithiolů 4 a/nebo thiolů. Na první z uložených atomů zlata se následně připojují další nanášené atomy kovovou vazbou. Takto vytvořený substrát, který obsahuje podklad 1, na jehož alespoň části povrchu je uložena vrstva zlata, a který může být dle potřeby doplněn dalšími vrstvami nebo prvky, má opět řadu praktických využití, zejména v oblasti mikroelektroniky, optoelektroniky, biologie, medicíny, chemie, tkáňového inženýrství, ale i obalové techniky, atd.
V případě potřeby lze obě výše popsané varianty kombinovat a na jeden podklad 1 současně ukotvit jak nanostruktury 5 zlata, tak i jednotlivé atomy zlata.
Na následujících příkladech provedení je ilustrováno několik příkladných, nikoliv však jediných, postupů k provádění způsobu podle vynálezu.
-4CZ 304187 B6
Příklad 1
Podklad tvořený fólií z polyethylenu (PE) o tloušťce 50 pm byl po dobu 300 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna z merkaptoskupin (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly bifenyldithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM) - viz obr. 3a a 3b. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonanci (EPR).
Příklad 2
Stejným postupem jako v příkladu 1 se na povrch fólie z polyethylenu (PE) o tloušťce 50 pm ukotvily nanokuličky zlata. Takto vytvořený substrát se poté sterilizoval ponořením na dobu 1 hodiny do 75% ethanolu a následně sušil v miskách z polystyrenu (PS). Po usušení se na strukturu nanokuliček zlata uložily živé buňky z myší aorty (VSMC) o koncentraci 17000 buněk/cm2. Poté se sledovala adheze buněk, která byla vynikající. Kromě toho se po 24 a 72 hodinách sledoval také růst a množení těchto buněk, které bylo podstatně lepší (obr. 4 - sloupec 3) než v případě uložení těchto buněk na samotnou původní fólii z polyethylenu (PE) (obr. 4 - sloupec 1), i než v případě uložení těchto buněk na fólii z polyethylenu (PE) modifikovanou působením plazmy (tj. s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu) (obr. 4 sloupec 2). Tento stav je jasně dokumentován také na snímcích z optického mikroskopu vytvořených 168 hodin po uložení buněk, kde je na obr. 5a snímek buněk uložených na samotné fólii z polyethylenu (PE), na obr. 5b snímek buněk uložených na fólii z polyethylenu (PE) modifikované působením plazmy, a na obr. 5c snímek buněk uložených na fólii z polyethylenu (PE) s ukotvenými nanokuličkami zlata, kde je jasně největší počet buněk.
Stejným způsobem lze na vhodný podklad uložit i jiné, v podstatě libovolné, typy buněk dle požadavků. Takto vytvořený substrát má široké možnosti použití, zejména v oblasti tkáňového inženýrství a pěstování buněk.
Příklad 3
Podklad tvořený fólií z polyethylenu (PE) o tloušťce 50 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly bifenyldithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček o rozměrech cca 5 x 30 nm, stabilizovaných citrátem sodným.
-5CZ 304187 B6
Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 4
Na stejný podklad jako v příkladu 3 se stejným způsobem navázaly molekuly bifenyldithiolu. Následně se na něj naprašováním nanesla vrstva zlata o tloušťce 100 nm. Atomy zlata přitom reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu. K atomům ukotveným tímto způsobem na povrchu podkladu se další nanášené atomy zlata připojily kovovou vazbou.
Přítomnost zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 5
Na stejný podklad jako v příkladu 3 se stejným způsobem navázaly molekuly bifenyldithiolu. Následně se na něj naprašováním nanesla vrstva zlata o tloušťce 100 nm. Atomy zlata přitom reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Na takto vytvořeném substrátu byl následně proveden nanoindentační vryp, přičemž jak je zřejmé ze snímku z elektronového mikroskopu na obr. 6c, kde je okraj vrypu jasně nejčlenitější, dosáhne se tímto způsobem podstatně vyšší adheze vrstvy zlata k podkladu než při jejím nanesení na samotnou fólii z polyethylenu (PE) — obr. 6a, i než při jejím uložení na fólii z polyethylenu (PE) modifikovanou působením plazmy (tj. s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu) - obr. 6b.
Příklad 6
Stejným způsobem jako v příkladu 1 se na povrch podkladu tvořeného fólií z polyethylenu (PE) o tloušťce 100 pm navázaly molekuly bifenyldithiolu. Na povrch takto připraveného podkladu se naprašováním nanesla vrstva zlata o tloušťce 100 nm, přičemž atomy zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, přičemž se ukotvily na povrchu podkladu.
Přítomnost zlata a síry na povrchu podkladu byla následně potvrzena fotoelektronovou mikroskopií (XPS), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
-6CZ 304187 B6
Takto vytvořený substrát má široké uplatnění zejména v oblasti elektroniky, neboť výhodně kombinuje vrstvu vodiče (zlata) s vrstvou izolantu (polyethylenu).
Příklad 7
Podklad tvořený fólií z polyethylenu (PE) o tloušťce 100 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 0,02% roztoku ethandithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) ethandithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly ethandithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) ethandithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM). Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 8
Podklad tvořený fólií z polyethylenu (PE) o tloušťce 100 pm byl po dobu 2 minuty vystaven 1000 pulzů o délce 20 až 40 ns s opakovači rychlostí 11 Hz KrF excimerového laseru s vlnovou délkou 248 nm. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 0,02% roztoku ethandithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) ethandithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly ethandithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) ethandithiolu, přičemž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM). Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 9
Podklad tvořený fólií z polyethylentereftalátu (PET) o tloušťce 25 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. Na povrch takto připraveného podkladu se stejným postupem jako v příkladu 1 ukotvili nanokuličky zlata.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií - obr. 7a a 7b. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektro-7CZ 304187 B6 skopií (XPS), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 10
Na podklad tvořený fólií z polyethylentereftalátu (PET) o tloušťce 25 pm byly stejným způsobem jako v příkladu 8 vytvořeny radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku cysteaminu ve vodě, přičemž aminoskupina (~NH2) cysteaminu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly cysteaminu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní merkaptoskupinou (-SH) cysteaminu, čímž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a siry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba cysteaminu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR). Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu je současně důkazem toho, že s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu podkladu reaguje přednostně aminoskupina (-NH2) cysteaminu a jeho merkaptoskupina (-SH) zůstává chemicky aktivní, neboť v opačném případě by nanokuličky zlata díky své povaze s molekulami cysteaminu, resp. jeho aminoskupinou (-NH2) nereagovaly a nenavázaly by se na ně.
Příklad 11
Podklad tvořený fólií z polyethylentereftalátu (PET) o tloušťce 50 pm byl vystaven působení svazku iontů Xe z iontového urychlovače s dávkou 1013 cm2 a energií 63 keV. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly ethandithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, čímž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM). Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 12
Podklad tvořený fólií z polytetrafluorethylenu (PTFE) o tloušťce 25 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. Na povrch takto připraveného podkladu se stejným postupem jako v příkladu 6 ukotvili nanokuličky zlata.
-8CZ 304187 B6
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 13
Podklad tvořený fólií z polytetrafluorethylenu (PTFE) o tloušťce 100 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku merkaptoethanolu ve vodě, přičemž hydroxylová skupina (-OH) merkaptoethanolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly merkaptoethanolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (—SH) merkaptoethanolu, čímž se navázaly k jeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba merkaptoethanolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR). Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu je současně důkazem toho, že s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo kyslíkatými skupinami na povrchu podkladu reaguje přednostně hydroxylová skupina (-OH) merkaptoethanolu ajeho merkaptoskupina (-SH) zůstává chemicky aktivní, neboť v opačném případě by nanokuličky zlata díky své povaze s molekulami merkaptoethanolu, resp. jeho hydroxylovou skupinou (-OH) nereagovaly a nenavázaly by se na ně.
Příklad 14
Podklad tvořený fólií z polytetrafluorethylenu (PTFE) o tloušťce 100 pm byl po dobu 200 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se na něj molekuly bifenyldithiolu navázaly. Následně se na podklad naparováním nanesla vrstva zlata o tloušťce lOOnm. Atomy zlata přitom reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, čímž se navázaly k jeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena elektronovou mikroskopií. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS) a infračervenou spektroskopií (FTIR), a vazba bifenyldithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 15
Podklad tvořený fólií z polyethylentereftalátu (PET) o tloušťce 50 pm byl vystaven působení svazku iontů Xe z iontového urychlovače s dávkou 1013 cm 2 a energií 63 keV. V důsledku toho
-9CZ 304187 B6 se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly ethandithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (-SH) bifenyldithiolu, čímž se navázaly k jeho molekulám, a ukotvily se tak na povrchu podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM). Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 16
Podklad tvořený fólií z polytetrafluorethylenu (PTFE) o tloušťce 100 pm byl po dobu 5 minut vystaven působení UV záření s vlnovou délkou 290nm. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 2% roztoku bifenyldithiolu v methanolu, přičemž jedna merkaptoskupina (-SH) bifenyldithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se na něj molekuly ethandithiolu navázaly. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata, stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (—SH) bifenyldithiolu, čímž se navázaly k jeho molekulám, a ukotvily se tak na povrch podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM). Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Příklad 17
Podklad tvořený sklem o tloušťce 1 mm byl po dobu 240 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ponořil na dobu 1 hodiny do 0,02% roztoku ethandithiolu v methanolu, přičemž jedna z merkaptoskupin (-SH) ethandithiolu reagovala s radikály, konjugovanými dvojnými vazbami a kyslíkatými strukturami na povrchu podkladu, v důsledku čehož se molekuly ethandithiolu navázaly na povrch podkladu. Následně se podklad ponořil na dobu 1 hodiny do vodní suspenze nanostruktur zlata, konkrétně nanokuliček zlata stabilizovaných citrátem sodným. Nanokuličky zlata reagovaly s druhou, dosud chemicky aktivní, merkaptoskupinou (SH) ethandithiolu, čímž se navázaly kjeho molekulám, a ukotvily se tak na povrch podkladu.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM) - obr. 8a a 8b. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
- 10CZ 304187 B6
Příklad 17
Podklad tvořený sklem o tloušťce 1 mm byl po dobu 360 sekund vystaven působení inertní argonové plazmy o výkonu 10 W v podtlaku 10 Pa. V důsledku toho se na jeho povrchu vytvořily radikály a konjugované dvojné vazby, z nichž se alespoň část následně při styku s atmosférou oxidací přeměnila na kyslíkaté skupiny. Poté se takto připravený podklad ukotvily způsobem popsaným v příkladu 15 nanokuličky zlata.
Přítomnost nanokuliček zlata na povrchu podkladu byla následně potvrzena mikroskopií atomových sil (AFM) - obr. 9a a 9b. Kromě toho byla přítomnost zlata a síry ověřena fotoelektronovou spektroskopií (XPS), a vazba ethandithiolu na radikály na povrchu podkladu poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Kromě toho výše uvedených typů podkladů byly v dalších příkladech s podobnými výsledky testovány také polymerní fólie z polypropylenu (PP), kyseliny poly-I-laktidové (PLLA) a polystyrenu (PS) o tloušťce 50 pm, fólie z polyamidu (PA) o tloušťce 100 pm, a fólie polyvinylchloridu (PVC) o tloušťce 125 pm, a také polovodivý vyleštěný křemík o tloušťce 1 mm.
Přítomnost zlatých nanočástic na povrchu podkladu se i v těchto případech ověřila dle potřeby mikroskopií atomových sil (AFM) a/nebo elektronovou mikroskopií (SEM) a/nebo infračervenou spektroskopií (FTIR) a/nebo goniometrií a/nebo elektrickým měřením a/nebo fotoelektronovou spektroskopií (XPS). Vazba dithiolu a/nebo thiolu na radikály na povrchu podkladu byla prokazována poklesem koncentrace radikálů zjištěným elektronovou paramagnetickou rezonancí (EPR).
Zlaté nanočástice uložené na povrchu podkladu si ve všech popsaných variantách i nadále zachovávají své unikátní vlastnosti, jako například vysokou elektrickou vodivost. Jejich ukotvení na podkladu je přitom dostatečně odolné i pro aplikace, ve kterých je vrstva zlatých nanočástic vystupuje jako nosná vrstva pro uložení jiné funkční vrstvy, například živé buňky pro využití v tkáňovém inženýrství, apod.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob ukotvení nanostruktur zlata na povrchu podkladu, vyznačující se tím, že nejprve se na povrchu podkladu tvořeného polymemí fólií, vrstvou polymemích nanovláken, sklem nebo vrstvou polovodiče působením excimerového laseru, svazku iontů Xe z iontového urychlovače, nebo UV záření s vlnovou délkou 290 nm rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku karbonylových a/nebo karboxylových a/nebo esterových skupin, načež se na tyto radikály a/nebo dvojné vazby a/nebo karbonylové skupiny a/nebo karboxylové skupiny a/nebo esterové skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), nebo aminoskupinou (-NH2) nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu, ke kterým se poté prostřednictvím chemické reakce mezi jejich nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) a zlatém navážou nanostruktury zlata, které se tak ukotví chemickou kovalentní vazbou na povrchu podkladu.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že nanostruktury zlata se k podkladu s navázanými molekulami dithiolu a/nebo thiolu přivedou ponořením podkladu do vodné suspenze nanostruktur zlata.- 11 CZ 304187 B6
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že nanostruktury zlata ve vodní suspenze jsou stabilizovány citrátem sodným.
- 4. Způsob ukotvení vrstvy zlata na povrchu podkladu, vyznačující se tím, že nejprve se na povrchu podkladu tvořeného polymemí fólií, vrstvou polymemích nanovláken, sklem nebo vrstvou polovodiče působením excimerového laseru, svazku iontů Xe z iontového urychlovače, nebo UV záření s vlnovou délkou 290 nm rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku karbonylových a/nebo karboxylových a/nebo esterových skupin, načež se na tyto radikály a/nebo konjugované dvojné vazby a/nebo karbonylové skupiny a/nebo karboxylové skupiny a/nebo esterové skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), a/nebo aminoskupinou (-NH2) a/nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu, na které se následně deponují atomy zlata, které se prostřednictvím chemické reakce s nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu ukotví chemickou kovalentní vazbou na povrchu podkladu.
- 5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že atomy zlata se na povrch podkladu s uloženými molekulami ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu deponují naprašováním a/nebo naparováním.
- 6. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ethandithiol a/nebo bifenyldithiol a/nebo cysteamin a/nebo merkaptoethanol se na podklad s radikály a/nebo konjugovanými dvojnými vazbami a/nebo karbonylovými skupinami a/nebo karboxylovými skupinami a/nebo esterovými skupinami přivede ponořením tohoto podkladu do vodného nebo alkoholového roztoku ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu.
- 7. Substrát obsahující podklad na jehož povrchu jsou ukotveny nanostruktury zlata vyrobitelný způsobem, kdy se na povrchu podkladu tvořeného polymemí fólií, vrstvou polymemích nanovláken, sklem nebo vrstvou polovodiče působením excimerového laseru, svazku iontů Xe z iontového urychlovače, nebo UV záření s vlnovou délkou 290 nm rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku karbonylových a/nebo karboxylových a/nebo esterových skupin, načež se na tyto radikály a/nebo dvojné vazby a/nebo karbonylové skupiny a/nebo karboxylové skupiny a/nebo esterové skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), nebo aminoskupinou (-NH2) nebo hydroxylovou skupinou (—OH) navážou molekuly ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu, ke kterým se poté prostřednictvím chemické reakce mezi jejich nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) a zlatém navážou nanostruktury zlata, které se tak ukotví chemickou kovalentní vazbou na povrchu podkladu.
- 8. Substrát podle nároku 7, vyznačující se tím, že na nanostrukturách zlata jsou uloženy živé buňky.
- 9. Substrát obsahující podklad na jehož povrchu je uložená vrstva zlata vyrobitelná způsobem, kdy se na povrchu podkladu tvořeného polymemí fólií, vrstvou polymemích nanovláken, sklem nebo vrstvou polovodiče působením excimerového laseru, svazku iontů Xe z iontového urychlovače, nebo UV záření s vlnovou délkou 290 nm rozštěpí chemické vazby, přičemž alespoň část takto vytvořených radikálů a/nebo konjugovaných dvojných vazeb při styku s atmosférou samovolně oxiduje za vzniku karbonylových a/nebo karboxylových a/nebo esterových skupin, načež se na tyto radikály a/nebo konjugované dvojné vazby a/nebo karbonylové skupiny a/nebo karboxylové skupiny a/nebo esterové skupiny na povrchu podkladu prostřednictvím chemické reakce- 12CZ 304187 B6 mezi nimi a merkaptoskupinou (-SH), a/nebo aminoskupinou (-NH2) a/nebo hydroxylovou skupinou (-OH) navážou molekuly ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu, na které se následně deponují atomy zlata, které se prostřednictvím chemické reakce s nenasycenou merkaptoskupinou (-SH) ethandithiolu a/nebo bifenyldithiolu5 a/nebo cysteaminu a/nebo merkaptoethanolu ukotví chemickou kovalentní vazbou na povrchu podkladu.
- 10. Substrát podle nároku 9, vyznačující se tím, že na vrstvě zlata jsou uloženy živé buňky.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-713A CZ304187B6 (cs) | 2011-11-08 | 2011-11-08 | Způsob ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu, substrát obsahující podklad s ukotvenými nanostrukturami a/nebo vrstvou zlata |
| PCT/CZ2012/000012 WO2013067977A1 (en) | 2011-11-08 | 2012-02-01 | A method for anchoring nanostructures and/or layer of gold onto surface of a base material, a substrate comprising base material with anchored nanostructures and/or layer of gold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2011-713A CZ304187B6 (cs) | 2011-11-08 | 2011-11-08 | Způsob ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu, substrát obsahující podklad s ukotvenými nanostrukturami a/nebo vrstvou zlata |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2011713A3 CZ2011713A3 (cs) | 2013-05-15 |
| CZ304187B6 true CZ304187B6 (cs) | 2013-12-18 |
Family
ID=45872755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2011-713A CZ304187B6 (cs) | 2011-11-08 | 2011-11-08 | Způsob ukotvení nanostruktur a/nebo vrstvy zlata na povrchu podkladu, substrát obsahující podklad s ukotvenými nanostrukturami a/nebo vrstvou zlata |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ304187B6 (cs) |
| WO (1) | WO2013067977A1 (cs) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004027865A1 (de) * | 2003-06-13 | 2005-02-24 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | Leitende Kohlenstoff-Nanotubes, dotiert mit einem Metall, und Verfahren zur Herstellung eines Biosensors, der diese benutzt |
-
2011
- 2011-11-08 CZ CZ2011-713A patent/CZ304187B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-02-01 WO PCT/CZ2012/000012 patent/WO2013067977A1/en active Application Filing
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004027865A1 (de) * | 2003-06-13 | 2005-02-24 | Korea Advanced Institute Of Science & Technology | Leitende Kohlenstoff-Nanotubes, dotiert mit einem Metall, und Verfahren zur Herstellung eines Biosensors, der diese benutzt |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Biotechnology Advances 29 (2011) s. 739-767 (Scheme 3, str. 745) * |
| J. Mater. Sci. 46 (2011) s. 7917-7922 (s. 7917) * |
| Nuclear Instruments an Methods in Physics Research B 267 (2009) s. 2484-2488 (abstrakt, s. 2485, 2486, 2488) * |
| P. Slepicka a kol. Different microscopy approach for solid surface characterization v: Microscopy: Science, Technology, Application and Education (A. Mendez a J. Diaz eds.) s. 1483-1494, FORMATEX 2010 * |
| Radiation Physics and Chemistry 79 (2010) s. 315-317 (celý dokument) * |
| Tetrahedron Letters 49 (2008) s. 6448-6453 (s. 6449) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013067977A1 (en) | 2013-05-16 |
| CZ2011713A3 (cs) | 2013-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Surface functionalization of zinc oxide by carboxyalkylphosphonic acid self-assembled monolayers | |
| Chinwangso et al. | Multidentate adsorbates for self-assembled monolayer films | |
| Lee et al. | The effect of non-specific interactions on cellular adhesion using model surfaces | |
| Wang et al. | Growth of ultrasmooth octadecyltrichlorosilane self-assembled monolayers on SiO2 | |
| Mévellec et al. | Grafting polymers on surfaces: A new powerful and versatile diazonium salt-based one-step process in aqueous media | |
| Yan et al. | A simple method for the attachment of polymer films on solid substrates | |
| Ishida et al. | Surface-conditioning effect of gold substrates on octadecanethiol self-assembled monolayer growth | |
| Klosterman et al. | Control of heterogeneous nucleation and growth kinetics of dopamine-melanin by altering substrate chemistry | |
| Finklea | Self‐assembled monolayers on electrodes | |
| Weisser et al. | Immobilization kinetics of cyclodextrins at gold surfaces | |
| Vasilev | Nanoengineered plasma polymer films for biomaterial applications | |
| Jun et al. | Formation of alkanethiol and alkanedithiol monolayers on GaAs (001) | |
| Heid et al. | Self-assembled mono-and multilayers of terminally functionalized organosilyl compounds on silicon substrates | |
| Coffer | Semiconducting silicon nanowires for biomedical applications | |
| Taylor et al. | Octadecanoic acid self-assembled monolayer growth at sapphire surfaces | |
| Singh et al. | Adsorption of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane on silicon oxide surfaces and adsorbate interaction with thermally deposited gold | |
| Weckenmann et al. | Ordered self-assembled monolayers of 4, 4'-biphenyldithiol on polycrystalline silver: Suppression of multilayer formation by addition of tri-n-butylphosphine | |
| Choi et al. | Formation of ordered self-assembled monolayers by adsorption of octylthiocyanates on Au (111) | |
| Tseng et al. | Facile functionalization of polymer surfaces in aqueous and polar organic solvents via 3-mercaptopropylsilatrane | |
| Lacour et al. | Formation kinetics of mixed self-assembled monolayers of alkanethiols on GaAs (100) | |
| Uosaki et al. | Decomposition processes of an organic monolayer formed on Si (111) via a silicon carbon bond induced by exposure to UV irradiation or ozone | |
| Wildt et al. | Electrochemical template synthesis of multisegment nanowires: Fabrication and protein functionalization | |
| Chuang et al. | Surface characterization and platelet adhesion studies for the mixed self‐assembled monolayers with amine and carboxylic acid terminated functionalities | |
| Liu et al. | Nanoparticle layer deposition for highly controlled multilayer formation based on high-coverage monolayers of nanoparticles | |
| Meyerbröker et al. | Biocompatible nanomembranes based on PEGylation of cross-linked self-assembled monolayers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20211108 |