Modifikace nanočástic připravených pomocí plynového agregačního zdroje

• Název práce v češtině: Modifikace nanočástic připravených pomocí plynového agregačního zdroje
• Název v anglickém jazyce: Modofication of nanoparticles prepared by means of gas aggregation source
• Klíčová slova: nanočástice, plynový agregační zdroj, magnetronové naprašování
• Klíčová slova anglicky: nanoparticles, gas aggregation source, magnetron sputtering
• Akademický rok vypsání: 2016/2017
• Typ práce: projekt
• Ústav: Katedra makromolekulární fyziky (32-KMF)
• Vedoucí / školitel: doc. Mgr. Jan Hanuš, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 11.11.2016
• Datum zadání: 11.11.2016
• Datum potvrzení stud. oddělením: 04.10.2017
• Konzultanti: doc. RNDr. Ondřej Kylián, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1) Seznámit se s problematikou vakuových metod přípravy nanočástic.
2) Seznámit se s používaným experimentálním vybavením.
3) Použít plynový agregační zdroj pro přípravu kovových nanočástic a provést jejich základní charakterizaci.
4) Využít magnetronového výboje pro modifikaci prolétajících nanočástice a provést jejich základní charakterizaci.
5) Ověřit možnost přípravy heterogenních nanočástic v daném systému.

Seznam odborné literatury

[1] H. Rui, R. Xing, Z. Xu, Y. Hou, S. Goo, S. Sun, Synthesis, functionalization, and biomedical applications of multifunctional magnetic nanoparticles, Adv. Mater. 22 (2010) 2729–2742. doi:10.1002/adma.201000260.
[2] R.G. Chaudhuri, S. Paria, Core / Shell Nanoparticles : Classes , Properties , Synthesis Mechanisms , Characterization , and Applications, (2012) 2373–2433.
[3] D. Llamosa Pérez, A. Espinosa, L. Martinez, E. Román, C. Ballesteros, A. Mayoral, et al., Thermal Diffusion at Nanoscale: From CoAu Alloy Nanoparticles to Co @ Au Core / Shell Structures, J. Phys. Chem. C. 117 (2013) 3101–3108.
[4] D. Llamosa, M. Ruano, L. Martínez, a Mayoral, E. Roman, M. García-Hernández, et al., The ultimate step towards a tailored engineering of core@shell and core@shell@shell nanoparticles., Nanoscale. 6 (2014) 3–6. doi:10.1039/c4nr02913e.
[5] A. Mayoral, D. Llamosa, Y. Huttel, A novel Co@Au structure formed in bimetallic core@shell nanoparticles., Chem. Commun. (Camb). 51 (2015) 8442–5. doi:10.1039/c5cc00774g.
[6] C. Binns, Nanoclusters deposited on surfaces, Surf. Sci. Rep. 44 (2001) 1–49. doi:10.1016/S0167-5729(01)00015-2.
[7] C. Xirouchaki, R.E. Palmer, Deposition of size-selected metal clusters generated by magnetron sputtering and gas condensation: a progress review., Philos. Trans. A. Math. Phys. Eng. Sci. 362 (2004) 117–24. doi:10.1098/rsta.2003.1306.
[8] O. Polonskyi, O. Kylián, M. Drábik, J. Kousal, P. Solař, A. Artemenko, et al., Deposition of Al nanoparticles and their nanocomposites using a gas aggregation cluster source, J. Mater. Sci. 49 (2014) 3352–3360. doi:10.1007/s10853-014-8042-5.
[9] J. Kratochvíl, A. Kuzminova, O. Kylián, H. Biederman, Comparison of magnetron sputtering and gas aggregation nanoparticle source used for fabrication of silver nanoparticle films, Surf. Coatings Technol. 275 (2015) 296–302. doi:10.1016/j.surfcoat.2015.05.003.
[10] J. Polášek, K. Mašek, a. Marek, J. Vyskočil, Effects of oxygen addition in reactive cluster beam deposition of tungsten by magnetron sputtering with gas aggregation, Thin Solid Films. (2015). doi:10.1016/j.tsf.2015.03.044.
[11] M. Lattuada, T.A. Hatton, Synthesis, properties and applications of Janus nanoparticles, Nano Today. 6 (2011) 286–308. doi:10.1016/j.nantod.2011.04.008.

Předběžná náplň práce

Nanočástice kovů či oxidů kovů jsou v dnešní době využívány v mnoha oborech lidské činnosti jako je např.lékařství, strojírenství či kosmetický průmysl. Zejména pro využití v lékařství, resp. pro bioaplikace, jsou
požadovány stále lépe definované nanočástice s komplexní strukturou. Jedním z takovýchto typů nanočástic jsou tzv. core-shell nanočástice, kde jádro nanočástice (core) je z jednoho druhu materiálu, na něj je pak nanesen jiný
typ materiálu – shell. Slupka částice pak může plnit několik odlišných rolí. Jednak může chránit jádro částice např. před oxidací ale také může sloužit pro zvýšení biokompatibility dané částice. Jedním z možných způsobů přípravy je využít plynový agregační zdroj nanočástic a vzniklé nanočástice následně pokrýt pomocí magnetronového naprašování druhým typem materiálu. Samotný magnetronový výboj také způsobuje zahřívání proletujících nanočástic, což může vést ke změně jejich vnitřní struktury.
V rámci projektu bude studován vliv magnetronového výbojena vlastnosti proletujících nanočástic a bude zkoumána možnost tvorby core-shell či Janusových nanočástic. U nanočástic budou zkoumány jejich chemické a optické vlastnosti, zobrazení nanočástic pak bude realizováno pomocí pokročilých zobrazovacích technik jako AFM, SEM či HRTEM.
Práce má experimentální charakter.