Влияние наночастиц железа и меди на безызлучательную передачу энергии электронного возбуждения в полимерных растворах

0

 

Физический факультет

Кафедра радиофизики и электроники

 

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

 

Влияние наночастиц железа и меди на безызлучательную передачу энергии электронного возбуждения в полимерных растворах

 

 

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу

 

1 Тема выпускной квалификационной работы (утверждена приказом по университету от «10» февраля 2012 г. № 291-С)

«Влияние наночастиц железа и меди на безызлучательную передачу энергии электронного возбуждения в полимерных растворах»

2 Срок сдачи студентом законченной квалификационной работы

 

3 Исходные данные к выпускной квалификационной работе

- Статьи и монографии по безызлучательному переносу энергии электронного возбуждения, взаимодействию лазерного излучения с веществом и методы экспериментальных исследований данных процессов.

- Приборы и оборудование: спектрофотометр Т-70, люминесцентная установка на базе монохроматора МДР-204, центрифуга Liston С2204 Classic, ультразвуковая ванна ПСБ-Галс, весы лабораторные серии HR, лазер с диодной накачкой АТС53-250, blue laser torch.

- Программное обеспечение спектрофотометра Т 70, программа для снятия спектров на монохроматоре МДР-204, графический пакет для обработки расчетных данных Microcal Origin 8.0.

4 Содержание пояснительной записки.

Целью данной работы является рассмотрение влияния наночастиц меди и углеродных нанотрубок на процессы переноса энергии электронного возбуждения в полимерных растворах.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

  • Разработка методик разведения углеродных нанотрубок в различных растворителях.
  • Получение наночастиц меди и серебра в различных растворителях.
  • Подбор донорно-акцепторной пары для изучения процессов переноса энергии электронного возбуждения между ними.
  • Снятие люминесцентных спектров переносы энергии электронного возбуждения от различных параметров.
  • Перечень графического материала.
  • Иллюстративный материал должен грамотно отражать все результаты дипломного проекта, включая выбор донорно-акцепторной пары, влияние концентрации наночастиц на перенос энергии электронного возбуждения в бимолекулярном зонде.

 

 

 

 

Аннотация

 

 

Данная дипломная работа, размещенная на 54 страницах, содержит введение, три главы, заключение, список использованных источников.

Первая глава состоит из четырех пунктов и представляет собой обзор литературных источников на тему дипломной работы.

Вторая глава содержит 2 рисунка, состоит из трех пунктов и представляет собой описание экспериментальной установки и методики эксперимента.

Третья глава содержит 22 рисунка, состоит из пяти пунктов и содержит результаты эксперимента.

В заключении подведены итоги проведенной работы.

 

 

                                                             


Abstract

 

 

The graduate work has 54 pages. The graduate work contains introduction, three chapters, the list of cited literature, conclusion.

The first chapter is the literature review of theme of the graduate work. The chapter includes 4 items.

The second chapter is the description of experimental installation and tech­nique of experiment, include 2 pictures and 3 items.

The third chapter contains results of experiment. The chapter includes 22 pictures and 5 items.

Results of the work are summed up in the conclusion.

 

 

 


Содержание

 

 

Введение………………………………………………………………………...…8

Глава 1 Литературный обзор…………………………………………………..…9

1.1 Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения….…........9

1.2 Полимерные растворы..……………………………………………………..12

1.2.1 Растворы искусственных полимеров (ПВС и ПВБ)………………….....12

1.3 Растворы нанотрубок……………………………………..…………….…...13

1.4 Наночастицы металлов…………………………….…..…………..………..15

Глава 2 Методика экспериментального и теоретического исследований…...18

2.1 Приборы и техника эксперимента. ………………………………………...18

2.1.1 Аналитические электронные весы HR-60 A&D...……………………….18

2.1.2 Монохроматор МДР-204…………………………….……………….……19

2.1.3 Ультразвуковая ванна ПСБ 5735-05…………………………………...…21

2.1.4 Спектрофотометр T70……………………………………………….…….22

2.1.5 Центрифуга ListonC2204 Classic……..………..……………….…………23

2.1.6 Синий лазер……………………………………………………….….…….24

2.1.7 Твердотельный лазер с ламповой накачкой LQ529B……………………24

2.2 Программное обеспечение для проведения расчетов………………...…...25

2.3 Методика проведения эксперимента………………………………..….…..25

2.3.1 Описание люминесцентной установки……………………………….…..25

2.3.2 Методика приготовления растворов.……………………………….…….26

Глава 3 Полученные результаты и их обсуждение…………………………....30

3.1 Изучение межмолекулярного взаимодействия однокомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции………...........................….....30

3.2 Изучение межмолекулярного взаимодействия двухкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции (краситель и бычий альбумин, краситель и краситель)………………………………………..……….….36

3.3 Изучение межмолекулярного взаимодействия трехкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции (краситель, краситель и бычий альбумин; краситель, краситель и краситель)…………………….……....39

3.4 Изучение межмолекулярного взаимодействия четырехкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции…………………………..42

3.5 Изучение межмолекулярного взаимодействия пятикомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции…………….………..….……48

Основные результаты и выводы………………………………………………..50

Заключение……………………………………………………………………….51

Список использованных источников………………………………………...…52

 

 

 

Введение

 

 

Перенос энергии электронного возбуждения в жидких и твердых телах составляет одну из фундаментальных проблем физики конденсированного состояния и широко исследуется в настоящее время. Изучение данного вида переноса энергии весьма перспективно, так как предполагается широкое его применение в области нанотехнологий, медицины, биологии и техники.

Величина и характер безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения меняются в зависимости от свойств изучаемых объектов, это делает его великолепным инструментом для различного рода исследований.

В данной работе изучалось влияние наночастиц металлов на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в полимерных растворах. Важность работы обусловлена широким распространением биологических и искусственных полимеров в современных медицинских исследованиях. Так же она объединяет две области исследований – нанотехнологии и биофизику полимеров.

Объектами данного исследования явились наночастицы металлов и углеродные нанотрубки, получение, разведение и хранение которых является одной из проблем современной физики. Нанообъекты, ставшие известными совсем недавно, требуют детального их изучения. Предполагается, что они могут являться своего рода промежуточным звеном в процессе безызлучательной передачи энергии электронного возбуждения.

Целью работы является изучение влияния наночастиц меди и железа на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в полимерных растворах.

В ходе исследования предполагается решить следующие задачи: выяснить влияние наночастиц железа, меди, серебра и нанотрубок на безызлучательный перенос энергии в растворе поливинилбутирали, провести сравнительный анализ влияния используемых наночастиц на данный перенос энергии, изучить совместное влияние нескольких видов наночастиц на безызлучательный перенос энергии.

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 1 Литературный обзор

 

1.1 Безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения

 

 

Переносом энергии электронного возбуждения называют безызлучательную передачу энергии электронного возбуждения при электромагнитном взаимодействии двух частиц (молекул, ионов, комплексов), находящихся на расстоянии, меньшем длины волны излучения. В результате переноса энергии электронного возбуждения молекула - донор энергии переходит в состояние с меньшей энергией, а молекула - акцептор энергии - в состояние с большей энергией [1]. Взаимодействие частиц, вследствие которого происходит перенос энергии, может быть мультипольным (в частности, диполь-дипольным) или обменным. Характерные расстояния, при которых осуществляется перенос энергии, достигают при диполь-дипольном взаимодействии 5 - 6 нм, при обменном - 1 - 2 нм.

В соответствии с законом сохранения энергии, перенос энергии происходит только при условии, что спектры поглощения акцептора и спектры люминесценции донора перекрываются, т. е. в условиях резонанса. Если электронные переходы в доноре и акцепторе разрешены правилами отбора, то перенос энергии происходит в результате диполь-дипольного взаимодействия [29]. Для этого случая теория переноса энергии была развита Т. Фёрстером в 1948 году. Она рассматривает процесс переноса энергии между молекулами в адиабатическом приближении и предполагает, что после переноса происходит быстрая колебательная релаксация в молекуле акцептора, что обеспечивает необратимость переноса энергии.

Скорость переноса энергии (вероятность переноса в единицу времени) выражается формулой:

 

где ν – частота (волновое число);

F(ν) – нормированный спектр люминесценции донора, т.е.                                ;

σ(ν) – эффективное сечение поглощения акцептора;

η0 – квантовый выход люминесценции;

τD – время жизни молекулы донора на возбужденном уровне в отсутствие переноса энергии;

χ - фактор, зависящий от взаимной ориентации молекул;

n – показатель преломления среды;

R – расстояние между молекулами донора и акцептора.

То есть, скорость переноса зависит от степени перекрытия спектра люминесценции донора со спектром поглощения акцептора, от взаимной ориентации диполей молекул и расстояния между ними. Зависимость от расстояния в шестой степени   привела к широкому использованию процесса переноса энергии для определения этого расстояния.

В случае, когда система, в которую входят донор и акцептор обладает трансляционной симметрией и имеется собственное поглощение излучения в рассматриваемой спектральной области, перенос энергии электронного возбуждения может осуществляться экситонами. Тогда процесс переноса энергии рассматривается как диффузия экситонов в системе [2].

Влияние переноса энергии электронного возбуждения на характеристики люминесценции можно определить, проведя усреднение по различным расположениям акцепторов относительно доноров в среде.

Обобщение теории Фёрстера на случай мультипольных и обменных взаимодействий проведено Декстером в классической работе [31].

Характерным примером передачи энергии за счет обменных взаимодействий является межмолекулярный триплет-триплетный перенос энергии, обнаруженный А. Н. Терениным и В. Л. Ермолаевым в 1953 г., следствием которого является сенсибилизированная фосфоресценция [32].

1.2 Полимерные растворы

 

 

Полимеры - (от греч. polymeris - состоящий из многих частей) - вещества, состоящие из макромолекул, т. е. молекулярных полимерных цепей. Существуют как природные, так и искусственные, синтетические полимеры.

Газообразное состояние для полимеров не характерно, необходимое для его реализации давление экспоненциально убывает с длиной цепей. Реально отдельные слабо взаимодействующие друг с другом макромолекулы могут наблюдаться только в разбавленном полимерном растворе. В конденсированных же состояниях (концентрированный полимерный раствор или чисто полимерное вещество), в зависимости от характера и силы взаимодействия звеньев, полимер может пребывать в одном из четырёх макроскопических фазовых состояний: вязкотекучем, высокоэластичном, стеклообразном и кристаллическом [1].

Состояние раствора полимера в низкомолекулярном растворителе определяется концентрацией, температурой и составом растворителя. При изменении температуры или состава растворителя его качество для данного полимера может меняться. Простой растворитель является хорошим при относительно высокой темп-ре, плохим - при низкой.

 

 

1.2.1 Растворы искусственных полимеров (ПВС и ПВБ)

 

 

Поливиниловый спирт (ПВС, международное PVOH, PVA или PVAL) — искусственный, водорастворимый, термопластичный полимер. Синтез ПВС осуществляется реакцией щелочного/-кислотного гидролиза или алкоголиза сложных поливиниловых эфиров. Основным сырьем для получения ПВС служит поливинилацетат (ПВА) [19].

Поливиниловый спирт является превосходным эмульгирующим, адгезионным и пленкообразующим полимером. Он обладает высокой прочностью на разрыв и гибкостью. Эти свойства зависят от влажности воздуха, так как полимер адсорбирует влагу. Вода действует на полимер как пластификатор. При большой влажности у ПВС уменьшается прочность на разрыв, но увеличивается эластичность. [20].

Поливинилбутираль (анг.PVB - PolyvinylButiral) ПВБ - представляет собой синтетический полимер, полученный в результате взаимодействия поливинилового спирта (ПВС) и масляного альдегида.

Характеризуется высокой адгезией к различным поверхностям, отличными оптическими и пленкообразующими свойствами, хорошими физико-механическими свойствами (эластичность, ударная прочность и износостойкость), морозо- и светостойкостью, устойчив к воздействию О2 и О3. Не растворим в воде, но хорошо растворяется в органических растворителях (эфиры, спирты, кетоны, бензол и др.). Аморфный бесцветный полимер; степень полимеризации 500-1600 [20, 21].

 

 

1.3 Растворы нанотрубок

 

 

Углеродные нанотрубки — это протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров [2], состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчивающиеся обычно полусферической головкой, которая может рассматриваться как половина молекулы фуллерена [3].

Идеальная нанотрубка представляет собой свёрнутую в цилиндр графитовую плоскость, то есть поверхность, выложенную правильными шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода. Результат такой операции зависит от угла ориентации графитовой плоскости относительно оси нанотрубки. Угол ориентации, в свою очередь, задаёт хиральность нанотрубки, которая определяет, в частности, её электрические характеристики [4].

В проведенной работе использовались одностенные нанотрубки, структура которых во многих отношениях отличается от идеализированной картины. Прежде всего, это касается вершин нанотрубки, форма которых, как следует из наблюдений, далека от идеальной полусферы [3].

В нормальных условиях нанотрубки проявляют полупроводниковые свойства [3], а при низких температурах – сверхпроводниковые [5], что определяет широкое их применение в электронике. Для растворения нанотрубок исследователи различными методами повышают гидрофильность нанотрубок, в частности, применяются ультразвуковые волны, микроплазменные разряды, кислоты [8], [10], поверхностно-активные вещества [9] и т.д.

Широкое применение нанотрубок прогнозируется в медицине и биологии. Например, нанотрубки можно использовать как микроскопические контейнеры для перевозки химически или биологически активных веществ: белков, ядовитых газов, компонентов топлива и даже расплавленных металлов[6], [7], [15].

Основной проблемой использования нанотрубок совместно с биологическими объектами является плохая их растворимость в воде. Вода является предпочтительным растворителем, так как такие агрессивные вещества как кислоты, ПАВ, и т.д. в больших концентрациях разрушают структуру биологических веществ. По этой причине предполагается множество методов растворения нанотрубок с помощью органически веществ, таких как желатин [12], гуммиарабик [13] и вишневый клей [14], [16].

Так же одной из проблем применения нанотрубок в медицине является и их предполагаемая канцерогенность [11].

 

 

 

 

 

1.4 Наночастицы металлов

 

 

Современная тенденция к миниатюризации показала, что вещество может иметь совершенно новые свойства, если взять очень маленькую частицу этого вещества. Частицы размерами от 1 до 100 нанометров обычно называют «наночастицами». В настоящее время уникальные физические свойства наночастиц, возникающие за счёт поверхностных или квантово-размерных эффектов, являются объектом интенсивных исследований.

Известные к настоящему времени биологические эффекты наночастиц металлов можно разделить на две большие группы: биоцидное действие (то есть способность убивать живые организмы), зарегистрированное в основном в экспериментах на микроорганизмах, и изменение функций живых организмов, проявляющееся на биологических объектах разных уровней организации, включая человека. Изменение функций под действием наночастиц может быть как положительным, так и отрицательным. Иначе говоря, наночастицы металлов могут оказывать как лечебный эффект, так и вызывать появление различных патологий.

Оптические свойства наночастиц металлов включают в основном два явления ― поглощение и рассеяние света. Главной особенностью наночастиц является наличие так называемого поверхностного плазмонного резонанса, т.е. резкого увеличения интенсивности поглощения и рассеяния при определённой длине волны падающего света, попадающей в резонанс с собственной частотой колебаний электронного газа на поверхности частицы [27]. Интенсивность светорассеяния наночастиц заметно превосходит интенсивность излучения наиболее ярких флуоресцирующих молекул. Это позволяет использовать наночастицы металлов как новый класс меток в исследованиях биологических процессов на разных уровнях ― на молекулах, клеточных органеллах, клетках, органах и тканях [28].

Биологические свойства нанопорошков железа наиболее полно описаны в монографии Коваленко и Фолманиса [22]. Ими были проведены широкомасштабные исследования воздействия наночастиц железа на мышей, крыс, крупнорогатый скот, птиц, рыб, некоторые растительные объекты. Так, острое пероральное введение мышам суспензии наночастиц железа в дозе 50, 100 и 500 мкг/кг не вызывало каких-либо токсических эффектов. Только дробное введение доз 1000, 2000 и 5000 мкг/кг приводило к развитию воспалительного процесса на слизистой желудка и кишечника, а также сдвигов в гемопоэзе. Хроническое воздействие наночастицами железа в дозах 20 и 40 мкг/кг в течение 90 дней не приводило к значимым отклонениям от биохимических и гематологических показателей контрольной группы. Кроме того, было показано, что дозы 2 – 6 мкг/кг стимулируют рост животных, бактерицидную активность сыворотки крови и увеличение общего белка в крови.

Предпосевная обработка семян нанопорошками железа в концентрации 0,001 % положительно влияло на энергию прорастания, однако увеличение концентрации до 0,01 % приводило к подавлению прорастания. Была рассчитана оптимальная доза предпосевной обработки (2-6 мг на 1 га), дающей от 5 до 30 % повышения урожайности и улучшения товарного вида растительной продукции [22].

Низкая токсичность суспензии оксида железа γ-Fe2O3 в комплексе с гуминовыми кислотами была показана на клеточной культуре фибробластов человека [23].

Слабая токсичность, биосовместимость и магнитные свойства железа позволили создать маркер на основе , стабилизированного декстраном и цитратом натрия для онкодиагностики (торговое название Синерем) [23]. Исследования острой токсичности на крысах и собаках показало, что Синерем проявляет остро-токсические свойства в дозах превышающих 400мг/кг. Изучение хронической токсичности выявило увеличение активности АЛТ и АСТ в крови, ассоциированных с цитоморфологическими изменениями в печени. Синерем не обладал генотоксичностью. Темнее менее были обнаружены некоторые тератогенные эффекты и эмбриотоксичность [23].

Ингаляционное воздействие наночастиц оксида железа размерами 22 и 280 нм на крыс линии SpragueDawley в дозах 0,8 и 20 мг/кг вызывало индукцию активных форм кислорода в клетках, гиперемию, гиперплазию и фиброз тканей легких. Также было выявлено нарушение системы свертывания крови [24].

Исследования токсичности наночастиц кадмия, хрома, меди, никеля и цинка на водной культуре дафний (Daphniamagna) показали, что медь и цинк проявляют схожую токсичность [25].

Сравнительное изучение токсичности наночастиц меди (23,5 нм), микрочастиц меди (17 микрон) и ионов (CuCl2) на мышах при пероральном введении позволило рассчитать параметры острой токсичности (ЛД50): 413, 5000 и 110 мг/кг [26]. Органами-мишенями токсического воздействия оказались печень, селезенка, почки. При этом масса тела животных не изменялась [26].

 

 

Глава 2 Методика экспериментального и теоретического исследований

 

2.1 Приборы и техника эксперимента

 

 

Для проведения экспериментального исследования данной работы использовались следующие приборы и техника:

  • аналитические электронные весы HR-60 A&D;
  • люминесцентная установка на базе монохроматора МДР-204;
  • спектрофотометр T70;
  • центрифуга Liston C2204 Classic;
  • ультразвуковая ванна ПСБ 5735-05
  • набор линз и держателей;
  • монтажный стол с рельсом;
  • кювета для образца.

 

 

2.1.1 Аналитические электронные весы HR-60 A&D

 

 

Взвешивание сыпучего вещества производилось на аналитических электронных весах HR-60 A&D, имеющих следующие технические характеристики: наибольшая измеряемая масса 60 г; цена деления 0,0001 г.; калибровка внешней гирей; номинал калибровочной гири (Цилиндрическая без головки) 50г Е2; класс точности по ГОСТ 24104-1988 – 2; класс точности по ГОСТ 24104-2001- I; конструкция весовой чаши - круглая чаша с ветрозащитной витриной; габаритные размеры 213х319х301 мм; масса 5,7 кг.

Включив весы с помощью кнопки “on/off”, поместить взвешиваемое вещество на круглую чашу весов, на цифровом дисплее отобразится масса в граммах, миллиграммах или в процентах в зависимости от выбранного режима.

2.1.2 Монохроматор МДР-204

 

 

Монохроматор МДР-204 («Ломо», Санкт-Петербург): технические характеристики: спектральный диапазон от 190 до 5000 нм, фокусное расстояние зеркального объектива – 300 мм; относительное отверстие 1: 6; габаритные размеры – не более 390×240×170 мм; масса – не более 9 кг.

В монохроматоре используются сменные дифракционные решетки.

Таблица 2.1 – Параметры дифракционных решеток

Число штрихов на мм

1200

600

300

Рабочая область, нм

200 – 1250

380 – 2500

760 – 5000

Область максимальной

концентрации энергии, нм

500

1000

2000

Обратная линейная дисперсия,

мкм/мм

0,0026

0,0053

0,0104

 

Размер заштрихованной части 50×40 мм; рабочий порядок – первый.

Щели:

- пределы раскрытия – 0 и 4,2 мм;

- точность отсчета:

- при раскрытии от 0 до 0,2 мм – 0,001 мм;

- при раскрытии от 0,2 до 4,2 мм – 0,01 мм.

Питание монохроматора осуществляется от сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В, частотой (50 ± 1) Гц; потребляемая мощность – не более 20 В·А.

Монохроматор построен по ассиметричной схеме Фасти со сферическими зеркальными объективами. Оптическая схема монохроматора показана на рисунке 2.1.

 

Выходная щель

 

2(1)

 

2(2)

 

4

 

3

 

1

 

Входная щель

 

 

Рисунок 2.1 – Оптическая схема монохроматора

Осветительная система освещает входную щель монохроматора. Поворотное зеркало 1 и зеркальный сферический объектив в 2(1), в фокальной плоскости которого расположена входная щель, направляют свет на дифракционную решетку 3. После дифракции пучок лучей фокусируется зеркальным сферическим объективом 2(2) и направляется поворотным зеркалом 4 в плоскость выходной щели.

Для срезания высших порядков спектра, налагающихся на рабочую область, служат сменные светофильтры.

 

 

2.1.3 Ультразвуковая ванна ПСБ 5735-05

 

 

Ультразвуковая ванна применялась для более успешного разведения растворов нанотрубок и наночастиц металлов.

Технические характеристики:

- рабочая частота - 35 кГц;

- амплитудная модуляция - 90%;

- фазовая подстройка частоты - автоматическая;

- параметры электрической сети – 220 В±5%; 50-60 Гц;

- объём - 5,7 л;

- термостат - t°Сокр. среды- 80°С;

- таймер - 1-99 мин;

- потребляемая мощность - 450 Вт;

- мощность генератора - 150 Вт;

- мощность нагревателя - 300Вт;

- габаритные размеры (ДxШxГ - 325x175x335 мм;

- рабочая ёмкость (ДxШxГ)- 295x155x150 мм;

- масса- 4,5 кг.

 

 

2.1.4 Спектрофотометр T70

 

 

Спектрофотометр Т70/Т70+ UV-VIS (Великобритания) использовался для получения спектров поглощения раствора разных концентраций. Спектрофотометр оснащен LCD дисплеем высокого разрешения 320х240 точек, который позволяет наблюдать за процессом сканирования и визуализировать полученные спектры. Управление измерениями, ввод данных и изменение параметров сканирования ведутся с помощью панели кнопок, расположенной на корпусе прибора. В затемненной камере прибора размещен держатель на восемь стандартных кювет (10*10 мм). Для получения спектров поглощения в ультрафиолетовом диапазоне излучения использовались кварцевые кюветы. Все измерения производятся автоматически с заданными пользователем параметрами сканирования (диапазон длин волн, масштаб шкалы интенсивности, скорость сканирования, источник излучения). Вывод, полученных данных, осуществляется на экран ПК. Некоторые технические характеристики спектрофотометра представлены в таблице 2.

Таблица 2.2 – Технические характеристики спектрофотометра Т70

Модель

T80

T80 +

Диапазон длины волны

190 nm ~ 1100 нм

Спектральная полоса пропускания

2 нм

5,2, l, 0.5nm

Показ длины волны

O.l nm

Точность длины волны

±0.3nm (с автоматическим исправлением длины волны)

Воспроизводимость длины волны

±0.2nm

Фотометрическая система

двойной луч

Фотометрическая точность

±0.002Abs (0~0.5Abs) ±0.004Abs (0.5~1.0Abs) ±0.3%T (0~100%T)

Фотометрическая воспроизводимость

±0.001 Abs (0-0.5Abs) ±0.002Abs

(0.5-1.OAbs) ±0.15%T (0~100%T)

Расхождение светового пучка

<0.12%T (220 нм)

Фотометрический шум

±0.001 Abs (в 500 нм, полоса пропускания

2 нмOAbs)

Плоскость основной линии

±0.0015Abs (190-1100)

Стабильность

0.0008A/h (при 2часовом нагреве, полоса пропускания 2 нм, на 500 нм)

 

 

2.1.5 Центрифуга ListonC2204 Classic

 

 

Лабораторная настольная центрифуга применялась для разделения используемых растворов на фракции и выделения частей с наиболее мелкими наночастицами.

Скорости вращения:

1000 об/мин,

1500 об/мин,

2000 об/мин,

3000 об/мин.

Количество мест – 12

Максимальная высота пробирок – 120 мм

Максимальный диаметр пробирок – 18 мм

Максимальный объем пробирок – 150 мл

Максимальный радиус центрифугирования – 166 мм

Масса незагруженного ротора – 670 г

Напряжение питания - 220 В / 50 Гц

Потребляемая мощность, не более - 140 ВА

Габаритные размеры -         420×480×240 мм

Масса без ротора - 18 кг

Масса с ротором        - 19 кг

 

 

2.1.6 Синий лазер Blue laser torch

 

 

         Синий лазер использовался для снятия спектров люминесценции изучаемых растворов.

       Основные параметры:

- габаритные размеры:  150мм * 23мм * 23мм

- вес (без элементов питания):  120г

- материал корпуса: алюминий

- тип лазера (цвет):  Синий лазер

- длина волны: 445 nm

- мощность  максимальная:  1000 mW  (1Вт)

- фокусировка луча: есть

- рекомендуемое непрерывное время работы лазерной указки: не больше 3(трех) минут

- напряжение: 2,7 – 4,2 V

- температура хранения: то -10 до +50 °C

- температура рабочая: от +5 до +35°C

- элементы питания:   2 х CR123A  

 

 

2.1.7 Твердотельный лазер с ламповой накачкой LQ529B

 

 

 Твердотельный лазер с ламповой накачкой LQ529B применялся для получения наночастиц меди методом абляции.

Основные параметры:

- частота повторения импульсов– 20 Гц;

- доступные длины волн и выходная энергия: 350 мДж на длине волны 1064 нм;

- охлаждение – автономная водная система охлаждения;

- диаметр пучка - <6 мм;

- длительность импульса – 10-13 нс;

- размеры: - лазерная головка – 575*180*100;

                   - источник питания – 650*290*650.

 

 

2.2 Программное обеспечение для проведения расчетов

 

 

Для осуществления обработки полученных данных, наглядного представления результатов в виде графиков и экспериментальных кривых применялась следующая программа: Microcal Origin8.07.25.

 

 

2.3 Методика проведения эксперимента

 

2.3.1 Описание люминесцентной установки

 

 

Измерения, представленные в данной работе, проводились на люминесцентной установке созданной на базе монохроматора МДР 204. Схема экспериментальной установки, при помощи которой производилась регистрация спектров люминесценции водных растворов, представленная на рисунке 2.2, настраивалась вручную. За время проведения эксперимента геометрия установки не менялась.

Излучение от источника света падает под углом около 30о на кювету с образцом, расположенную внутри держателя.

 
   

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Схема люминесцентной установки

Сигнал люминесценции снимается с торца кюветы с раствором. Затем луч, идущий от образца, фокусируется при помощи собирающей линзы на входной щели монохроматора. Выделенная монохроматическая волна с выходной щели монохроматора поступает на фотодиод. Обработка сигнала с фотодиода осуществляется персональным компьютером.

Работой монохроматора управляет персональный компьютер с установленным специализированным программным обеспечением, которое позволяет, кроме того, получать графическое изображение спектра на экране видеомонитора или на бумаге, получать результаты измерений в виде таблицы, а также осуществлять математическую обработку результатов.

 

 

 

2.3.2 Методика приготовления растворов

 

 

Для получения раствора какого-либо вещества нужной концентрации необходимо правильно подобрать соотношение массы растворяемого вещества и объема растворителя. Чаще всего концентрация раствора выражена в единицах моль/литр, тогда имеет место формула:

 

,

 

где m – масса сухого вещества;

     V – объем растворителя;

     n – концентрация раствора;

     M-молярная масса растворяемого вещества.

Масса сухого вещества в полимерных растворах определялась в процентах.

Для проведения экспериментального исследования были приготовлены спиртовые растворы красителей акридинового оранжевого (концентрация порядка ) и нильского синего (концентрациями ).

При расчете концентраций использовались следующие данные:

Молярные массы используемых веществ:

- краситель акридиновый оранжевый – 179,2 г/моль;

- краситель нильский синий – 353,8 г/моль.

Одной из основных проблем явилась плохая растворимость нанотрубок. В качестве растворителей использовались различные вещества, полный список которых приведен в таблице №1. Использовались одностенные нанотрубки, их масса в каждом из экспериментов составляла 5 мг. Результаты разведения оценивались визуально, присваивались статусы «растворим», «нерастворим», «относительно растворим».

 

Таблица 2.3 – Растворимость нанотрубок

Вещество

Воздействие

Результат (визуально)

Статус

Стеариновая кислота (2- 40%)

-

крупные частицы ОУНТ на поверхности, в растворе и в осадке

НР

нагревание

слипание ОУНТ и кислоты в жидкость черного цвета. Образование двух фаз: черной (сверху) и прозрачной, обе фазы жидкие. После остывания до 70°С черная фаза затвердевает

ОР

Этиловый спирт (25- 100%)

-

частичное растворение ОУНТ возрастающее с концентрацией спирта

ОР

ультразвуковая обработка (2 часа)

коэффициент растворения больше (визуально раствор становится темнее и однороднее)

ОР

Толуол

-

разделение на 2 оптически прозрачные фазы, ОУНТ на дне верхней фазы

НР

Серная кислота

-

крупные частицы ОУНТ в осадке

НР

Ортофосфорная кислота

-

крупные частицы ОУНТ

НР

Азотная кислота

-

крупные частицы ОУНТ в осадке, очень малая доля мелких частиц взвешена в растворе

ОР

Глицерин (50%)

-

очень крупные частицы в осадке

НР

NaOH (15%)

-

крупные частицы в осадке

НР

К-стеариновокислый

-

прозрачно-белый раствор с крупными частицами ОУНТ внутри

НР

 

 

Таблица 2.3 – Растворимость нанотрубок (продолжение)

Аммоний-стеарат

-

частицы ОУНТ различного размера

НР

Стеарат бария

-

частицы ОУНТ на поверхности

НР

Стеарат Со

-

частицы ОУНТ на поверхности

НР

СтеаратNa

-

частицы ОУНТ на поверхности

НР

ПВС

-

сероватый раствор с крупными частицами ОУНТ в осадке

ОР

Ультразвуковая обработка (2 часа) +нагрев до 80°С

Однородный черный раствор

Р

СтеаратCd

-

часть ОУНТ на поверхности, часть в осадке

НР

Сода

-

крупные частицы ОУНТ в осадке

НР

ПВБ

-

крупные частицы на поверхности

НР

Ультразвуковая обработка (2 часа) + нагрев до 80°С

Однородный черный раствор

Р

вода

-

крупные частицы на поверхности

НР

ультразвуковая обработка (2 часа)

появление более мелких частиц

ОР

 

По результатам работы были выявлены 2 способа растворения нанотрубок:

1готовится водный раствор(10мл) поливинилового спирта (2%) в который добавляются нанотрубки (5мг). Полученный раствор обрабатывается ультразвуком в течение 2 часов при температуре 80°С.

2 готовится спиртовой раствор поливинилбутирали (2%) в который добавляются нанотрубки (5мг). Полученный раствор обрабатывается ультразвуком в течение 2 часов при температуре 80°С.

Полученный раствор разбавлялся в 10 раз так как являлся оптически непрозрачным, что затрудняло дальнейшие исследования. Для осаждения оставшихся крупных частиц применялась центрифуга. Для центрифугирования разбавленный раствор переливался в пробирку и помещался в центрифугу на 1 минуту, скорость вращения центрифуги при этом составляла 2000 об/мин. Полученный раствор, в связи с невозможностью определить точную концентрацию считался 100%-ным и в ходе исследования разбавлялся в 2 и 4 раза.

В работе использовался спиртовой раствор поливинилбутирали так как этиловый спирт является хорошим растворителем как для красителей флуоресцентного зонда, так и наночастиц используемых металлов.

Наночастицы металлов были получены методом абляции: пластина металла (толщина 0,3 мм, диаметр 80мм) помещалась в чашку Петри, заливалась этиловым спиртом и облучалась твердотельным лазером с ламповой накачкой LQ529B в течение двух часов. Определение точных концентраций наночастиц металлов в таком растворе затруднительно.

 

Глава 3 Полученные результаты и их обсуждение

 

3.1 Изучение межмолекулярного взаимодействия однокомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции

 

 

Раствор, анализируемый с целью выявления влияния наночастиц металлов на безызлучательный перенос энергии в полимерных растворах, содержит большое число компонентов. Обязательно должны присутствовать полимер, растворитель, наночастицы и два красителя флуоресцентного зонда. Анализ столь громоздкой системы невозможен без изучения каждого компонента в отдельности.

В качестве полимерного раствора брался раствор поливинилбутирали в спирте. На рисунке 3.1 показаны спектры поглощения растворов нескольких концентраций, а именно: 2,5%, 5% и 10%.

Рисунок 3.1 - Спектр поглощения растворов поливинилбутирали в этиловом спирте

 

Из полученных данных следует, что поглощение раствора поливинилбутирали растет с повышением концентрации (в рамках изучаемых концентраций). Следовательно необходимо рассмотреть безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в нескольких растворах разных концентраций для изучения влияния самого полимерного раствора на этот процесс. Пик поглощения приходится на ультрафиолетовую часть спектра, и далее монотонно понижается с увеличением длины волны. Из этого можно сделать обобщение о несущественном изменении общего поглощения используемого полимерного раствора в области изучаемых длин волн в рамках одной концентрации.

Раствор наночастиц меди, использующийся в данной работе, был получен методом абляции, поэтому определение точных концентраций затруднительно. Для сравнения исходный раствор разбавлялся в 2 и 4 раза. Явилось необходимым снятие спектров поглощения полученных растворов для убеждения в наличии в нем наноразмерных частиц.

 

Рисунок 3.2 – Спектры поглощения растворов наночастиц меди в этиловом спирте

 

На рисунке 3.2 видны пики в районе 580 и 280 нм, что характерно для наночастиц меди, согласно данным П.В. Казакевич и сотрудников [34]. С понижением концентрации интенсивность поглощения, как и предполагалось, падает.

Так как в работе из нанометаллов использовались только наночастицы меди, полученные данные сравнивались с аналогичными данными растворов нанотрубок.

Были сняты спектры поглощения используемых растворов нанотрубок.

Рисунок 3.3 – спектры поглощения используемых растворов нанотрубок разных концентраций

 

Из полученных графиков видно, что с повышением концентрации нанотрубок, растет и поглощение. Интенсивность поглощения плавно спадает с увеличением длины волны.

Результаты сравнивались с паспортными данными.

 

Рисунок 3.4 – Спектр поглощения раствора нанотрубок (паспортные данные). Растворитель - Цетилтриметиламмоний бромид (концентрация 0,05%)

 

На рисунках 3.3 и 3.4 очевидно относительное совпадение представленных графиков. Отличия предположительно связаны с тем, что использовались разные растворители (цетилтриметиламмоний бромид концентрацией 0,05%и спиртовой раствор поливинилбутирали концентрацией 2%).

В качестве донора флуоресцентного зонда использовался краситель акридиновый оранжевый. Выбор этого красителя обусловлен хорошим совпадением пика поглощения акридинового оранжевого и длиной волны возбуждения используемого синего лазера. Акридиновый оранжевый также хорошо растворяется в этиловом спирте, который использовался для растворения других компонентов изучаемой системы.

Спектры поглощения и люминесценции красителя акридинового оранжевого, показанные на рисунках 3.5 и 3.6, дают представление наиболее подходящих длинах волн возбуждения красителя и о предполагаемом диапазоне длин волн акцептора флуоресцентного зонда.

 

Рисунок 3.5 – Спектр поглощения раствора красителя акридинового оранжевого в этиловом спирте (концентрация)

 

Рисунок 3.6 – Спектр люминесценции раствора красителя акридинового оранжевого в этиловом спирте (концентрация )

 

Из рисунков 3.5 и 3.6 следует, что акцептор флуоресцентного зонда должен иметь минимум поглощения на длине 450 нм и максимум – в области 500- 560 нм. Этим характеристикам соответствует краситель нильский синий.

 

Рисунок 3.7 – Спектр поглощения раствора красителя нильского синего в спирте (концентрация )

 

Для дальнейшего анализа необходим и спектр люминесценции красителя нильского синего, показанный на рисунке 3.8. Он дает информацию о диапазоне длин волн, в пределах которых происходит безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в данной донорно-акцепторной паре. Кроме того, он необходим для дальнейшего сопоставления с растворами, состоящими из двух и более компонентов.

 
   

 

Рисунок 3.8 – Спектр люминесценции раствора красителя нильского синего в этиловом спирте (концентрация )

 

 

Рисунико 3.9 – Совмещение спектра поглощения красителя нильского синего (концентрация ) и спектра люминесценции акридинового оранжевого (концентрация )

 

Из данных рисунка 3.9 можно сделать вывод о возможности применения пары красителей акридинового оранжевого и нильского синего в качестве бимолекулярного зонда.

 

 

3.2 Изучение межмолекулярного взаимодействия двухкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции

 

 

Для исследования переноса энергии в донорно-акцепторной паре акридиновый оранжевый - нильский синий снимались спектры люминесценции смеси растворов этих красителей, показанные на рисунке 3.10. Нильский синий добавлялся в разных концентрациях для того, чтобы выявить оптимальную концентрацию для визуальной оценки безызлучательного переноса энергии.

 

Рисунок 3.10 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый (концентрация ) – нильский синий (концентрации 5*, )

Из рисунка 3.10 видно, что наиболее оптимальная концентрация красителя акридинового оранжевого - ,нильского синего - . В дальнейшем будут использоваться только эти концентрации.

Из литературных источников было выяснено что спектры раствор поливинилбутирали может оказывать влияние на поглощение и люминесценцию красителей флуоресцентного зонда. Для точной оценки этого влияния были сняты спектры поглощения спиртовых растворов красителей акридинового оранжевого и нильского синего и спектр люминесценции красителя акридинового оранжевого с добавлением различных концентраций поливинилбутирали.

 

Рисунок 3.11 – Спектр поглощения растворов красителя акридинового оранжевого (концентрация ) в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали концентрациями 1%, 2% и 5%

Рисунок  3.12 – Спектр поглощения растворов красителя нильского синего (концентрация ) в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали концентрациями 1%, 2% и 5%

 

Из полученных данных следует, что поглощение растворов красителя акридинового оранжевого и нильского синего растет с увеличением концентрации поливинилбутирали (в рассматриваемом диапазоне концентраций).

 

Рисунок 3.13 – Спектр люминесценции растворов красителя акридинового оранжевого (концентрация ) в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали концентрациями 1%, 2% и 5%

 

Из рисунка 3.13 видно, что с повышением концентрации поливинилбутирали увеличивается интенсивность люминесценции красителя акридинового оранжевого, так же заметен небольшой сдвиг в область больших длин волн.

 

 

3.3 Изучение межмолекулярного взаимодействия трехкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции

 

 

Для изучения безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения в растворе поливинилбутирали были сняты спектры люминесценции. В качестве бимолекулярного зонда так же использовалась пара акридиновый оранжевый – нильский синий. Концентрация поливинилбутирали менялась.

Рисунок 3.14 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали концентрациями 2,5%, 5% и 10%

 

Из данных рисунка 3.14 следует, что величина безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения уменьшается при увеличении концентрации поливинилбутирали. Этот немаловажный факт следует учитывать при анализе влияния нанообъектов на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в полимерных растворах. Поэтому в дальнейших исследованиях влияние наночастиц на перенос энергии будет рассматриваться в пределах одной концентрации.

 

 

 

 

 

 

 

3.4 Изучение межмолекулярного взаимодействия четырехкомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции

 

 

Проанализировав каждую составляющую требующегося многокомпонентного раствора для изучения безызлучательного переноса энергии в полимерном растворе, есть право перейти к изучению его характеристик как целого. Для более полного изучения данного вопроса менялась концентрация наночастиц. Так же рассматривались растворы поливинилбутирали разных концентраций. На рисунках 3.15, 3.16, 3.17, 3.18, 3.19, 3.20 приведены спектры люминесценции изучаемых растворов.

Рисунок 3.15 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 2,5%) и раствора нанотрубок (концентрациям 100%, 50%, 25%)

 

На рисунке 3.15 заметно увеличение безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения с ростом концентрации нанотрубок.

Рисунок 3.16 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 5%) и раствора нанотрубок (концентрациям 100%, 50%, 25%)

 

На рисунке 3.16 так же заметно увеличение безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения с ростом концентрации нанотрубок, но по сравнению с концентрацией поливинилбутирали в 2,5% заметно общее снижение переноса энергии.

 

 

Рисунок 3.17 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 10%) и раствора нанотрубок (концентрациям 100%, 50%, 25%)

 

Аналогичен характер спектров люминесценции и на рисунке 3.17: величина безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения растет с увеличением концентрации нанотрубок и падает с увеличением концентрации поливинилбутирали.

 

 

Рисунок 3.18 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 2,5%) и раствора наночастиц меди (концентрациям 100%, 50%, 25%)

 

Рисунок 3.19 – Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 5%) и раствора наноночастиц меди (концентрациям 100%, 50%, 25%)

Рисунок 3.19– Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 10 %) и раствора наночастиц меди (концентрациям 100%, 50%, 25%)

 

Из рисунков 3.17, 3.18 и 3.19 видно, что наночастицы меди так же увеличивают безызлучательный перенос энергии в растворе поливинилбутирали, но с увеличением концентрации полимерного раствора исследуемый перенос уменьшается.

На каждом спектре видно по три пика: первый относится к люминесценции красителя акридинового оранжевого, второй и третий – к люминесценции красителя нильского синего. Логично предположить, что два пика в спектре люминесценции красителя нильского синего относятся к разным колебательным подуровням. Сравнивая спектры растворов с наночастицами меди и растворов с нанотрубками можно заметить, что в первом случае выше второй пик, а во втором случае – первый пик. Предлагаемое объяснение этому факту заключается в следующем: два пика на спектре люминесценции ответственны за подуровни колебательного уровня молекулы нильского синего. При добавлении нанотрубок в исходный полимерный раствор, наблюдается больший резонанс с верхними подуровнями, за которые ответственен пик на 630 нм. При добавлении наночастиц меди наблюдается больший резонанс с нижними подуровнями, релаксация заряженных частиц с которых вызывает люминесценцию на длине волны 680 нм.

Кроме того, сравнивая спектры люминесценции растворов с нанотрубками и наночастицами меди, следует отметить, что в первом случае безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения несколько больше чем во втором. Так же нельзя не отметить тот факт, что при 50%-й концентрации растворов пик на длине волны 630 нм. спектров поглощения выше чем в случае других концентраций. Этот факт в ходе проделанной работы объяснить не удалось, и он требует дальнейшего более детального исследования.

В работе так же использовался раствор наночастиц серебра, предоставленный сотрудниками центра лазерной и информационной биофизики. Он был получен химическим методом, вследствие чего точную концентрацию определить затруднительно. Одним из недостатков эксперимента по изучению влияния наночастиц на безызлучательный перенос энергии растворе поливинилбутирали явилось различие растворителей в растворе наночастиц серебра (вода) и поливинилбутирали (этиловый спирт). В источнике [33] показано влияние относительных концентраций воды и этилового спирта на безызлучательный перенос энергии. Учитывая влияние концентраций используемых растворителей нельзя однозначно утверждать, что усиление безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения, показанного на рисунке 3.21, зависит только от добавления наночастиц серебра.

Рисунок 3.21 - Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый – нильский синий в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 10 %) и раствора наночастиц серебра

 

 

3.5 Изучение межмолекулярного взаимодействия пятикомпонентных растворов по спектрам поглощения и люминесценции

 

 

Изучая безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в полимерных растворах при добавлении наночастиц меди и нанотрубок, нельзя не задаться вопросом, как же изменится данный перенос энергии при добавлении частиц обоих видов. Так как оба вида нанообъектов увеличивают в большей или меньшей степени безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения, логично было бы предположить, что при одновременном их добавлении изучаемый перенос энергии увеличится больше чем в отдельно взятых случаях. Тем не менее, полученные спектры люминесценции, представленные на рисунке 3.22 более сложны, чем ожидалось.

Рисунок 3.22– Спектры люминесценции донорно-акцепторной пары акридиновый оранжевый (концентрация ) – нильский синий (концентрация ) в этиловом спирте с добавлением поливинилбутирали (концентрация 5 %) и растворов нанотрубок и нанотрубок с наночастицами меди.

 

На полученных спектрах видно, что безызлучательный перенос энергии резко возрастает, причем пик спектра люминесценции на длине волны 680 нм. значительно выше чем пик на длине волны 630 нм.

         Неувязка с теоретическим предположением заключается в том, что спектр люминесценции раствора нанотрубок и наночастиц меди располагается выше, чем спектр раствора без добавок, но ниже спектра раствора с добавлением только нанотрубок. Этот факт на данном этапе исследований объяснить не возможно.

 

 

 

 

Основные результаты и выводы

  • Исследовано влияние наночастиц меди на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в растворах поливинилбутирали разных концентраций. Увеличение концентрации наночастиц меди ведет к увеличению безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения.
  • Исследовано влияние нанотрубок на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в растворах поливинилбутирали разных концентраций. Увеличение концентрации нанотрубок ведет к увеличению безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения.
  • Увеличение концентрации поливинилбутирали способствует уменьшению безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения в бимолекулярном зонде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

В данной работе рассмотрено влияние наночастиц меди на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения в растворах поливинилбутирали различных концентраций. Выяснен факт усиления данного переноса энергии при добавлении наночастиц меди и серебра. Проведено сравнение влияния наночастиц меди и нанотрубок на исследуемый перенос. Выяснено что оба вида нанообъектов его увеличивают. Сделана попытка анализа совместного влияния наночастиц меди и нанотрубок на безызлучательный перенос энергии электронного возбуждения.

 

 

 

Список использованных источников

 

 

1 Галанин, М.Д. Физическая энциклопедия / М.Д. Галанин [и др.]. - М.: Советская энциклопедия, 1988. – 1589 с.

2 Агранович, В. М. Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах / В.М. Агранович, М.Л. Галанин. - М.: Наука, 1978.- 384с.

3 Елецкий, А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства / А. В. Елецкий // УФН. - Т. 172. - № 4. - С. 401-406.

4 Дьячков, П. Н. Углеродные нанотрубки: строение, свойства, применения / П.Н. Дьячков. — М.: Бином, 2006. — 293 с.

5 Frank, А. Early nanotubes / A. Frank // Science - Т. 280. - С. 1744.

6 Углеродные нанотрубки: свойства и применение // Нанометр: Нанотехнологии: Нанотрубки / Иванов И.П. 2008. – Режим доступа: http://www.nanometer.ru/2008/04/18/karbododekaedr_42038.html.

7 Елецкий, А.В., Транспортные свойства углеродных нанотрубок / А.В. Елецкий // УФН - Т.179.- №3. - С. 225-242.

8 ‘Nanocable’ could be big boon for energy storage // RiceUniversity news& media. – Режим доступа: media.rice.edu/media/NewsBot.asp.

9 Лобач, А.С. Исследование электрического сопротивления пленок одностенных углеродных нанотрубок в интервале температур 4.2-290 К /А.С. Лобач, Л.И. Буравов, и др.// Химия Высоких энергий, 2011, - т. 45, - №4, - с. 360-366.

10 Выносливая резина из нанотрубок // Мембрана: научный подход: нанотрубки. - Режим доступа: http://www.membrana.ru/particle/4609.

11 Канцерогенные свойства нанотрубок // Мембрана: научный подход: нанотрубки. – Режим доступа: http://www.membrana.ru/particle/12583.

12 Kulakovich, O. Relaxation of shallow donor electron spin due to interaction with nuclear spin / О.Kulakovich., N. Strekal., A. Yaroshevich // Nano Letters . – 2002. - v. 2. - № 1. - Р. 25.

13 Shibahara ,Т. Nanotubes / T. Shibahara, H. Akashi, M. Yamasaki, K. Hashimoto// Chemistry Letters. – 2002. - №4. - Р. 690.

14 Долгий путь открытий //Нанотехнологии: исследования / Андреев Г.

Режим доступа: http://him.1september.ru/2003/22/1.htm.

15 Нанотрубки в медицине // Исследования: Физика: нанотехнологии / A. Bianco, K. Kostarelos, M. Prato. - Режим доступа: http://him.1september.ru/article.php?ID=200100901.

16 Раков, Э.Г., Химия и применение углеродных нанотрубок / Э.Г. Раков, //Успехи химии. – 2001. - Т. 70. - с.934-973.

17 Свойства белковых растворов // Полимеры: Белки. Режим доступа: www.biokhimija.ru /belki/svojstva-belkovyh-rastvorov.html

18 Ленинджер, А. Основы биохимии. В 3 томах/ А.Ленинджер. — М.: Мир. 1985. - Т.3. - с. 138-142.

19 Ушаков, С.Н. Поливиниловый спирт и его производные/ С.Н. Ушаков. - М.-Л.:АН СССР. - 1960. - 596 с.

20 Кабанов, В.А. Энциклопедия полимеров: в 3 т. / А.В. Кабанов, М.С. Акутин, Н.Ф. Бакеев. — М.: Советская энциклопедия. - 1972. - Т.1. - 892 с.

21 Бадалян В. E., Кулешова Ю. Поливинилбутираль, производство и применение поливинилбутираля / В.Е. Балданян, Ю. Кулешова.- M.: НИИТЭХИМ. 1984. – 345 с.

22 Коваленко, Л.В., Фолманис Г.Э. Биологически активные нанопорошки железа/Л.В. Коваленко, Г.Э. Форманис. - М.: Наука. - 2006. - 124с.

23 Раков, Э.Г. Химия и применение УНТ/ Э.Г. Раков// Успехи химии – Т.70. - №10. – С. 934-964.

24 Zhu, M.-T., Feng ,W.Y. Comparative study of pulmonary responses to nano- and submicron-sized ferric oxide in rats / Wang B., Wang T-Ch., Gu Y.-Q., Wang // Toxicology 2008. V. 247. - P. 102-111.

25 Van Sprang, P.A., Janssen, C.R. Toxicity identification of metals: development of toxicity identification fingerprints / Р.А. Van Sprang, С. R. Janssen // Environmental Toxicology and Chemistry. - 2001. - V. 20. - P. 2604–2610.

26 Chen, Z. Acute toxicological effects of copper nanoparticles in vivo /Z. Chen// Toxicology Letters 2006. V. - 163. - P. 109-120.

27 Егорова, Е.М. Тонкие свойства металлов и их возможная роль в живых организмах/ Е.М. Егорова - М.: Мир. - 2005. - с. 138-142.

28 Schultz, S., Smith, D., Mock, J. Single-target molecule detection with nonbleaching multicolor optical immunolabels / S.Schultz, S. Smith,J. Mock. //PNAS 2000. - V. 97. - N 3. ― P. 996-1001.

29 Галанин, М.Л Перенос энергии электронного возбуждения в конденсированных средах / М.Л. Галанин, В.М. Агранович. - М.: Наука. - 1978.- 384с.

30 Майер, Г.В. Природа электронно-возбужденных состояний и механизм безызлучательного переноса энергии в ароматических бифлуорофорах / Г.В. Майер, В.Е. Артюхов, Н.Р. Риб // Физика.Известиявысшихучебныхзаведений. - 1993. - Т. 36. - № 10. - С. 69 –75.

31 Förster, Th. Intermolekular energy migration and fluorescence // Ann. Phys. (Leipzig). 1948. - V. 2. - P. 55-75.

32 Теренин, А.Н. Фотоника молекул красителей и родственных органических соединений/ А.Н. Теренин. - Л.: Наука. - 1967. – 616с.

33 Казакевич, П.В. Образование наночастиц меди и латуни при лазерной абляции в жидкости / П.В. Казакевич, В.В.  Воронов, А.В.  Симакин, // Квантовая Электроника. - 2004 - Т. 34, - № 10, - с. 951-956.

 

 Скачать: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Категория: Дипломные работы / Дипломные работы по физике

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.