IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

В настоящее время повышенное внимание исследователей привлекают различные наночастицы: магнитные, оболочечные, нанотрубки, фуллерены, сферические, удлиненные частицы. Для получения каждого из вида частиц разрабатывается и используется свой метод. Необходимость управления физико-химическими  свойствами каждой отдельной наночастицы приводит к детальному исследованию всей совокупности процессов образования наночастиц в  каждом из методов синтеза [1].

Существует целый ряд методов получения наночастиц. Среди них можно назвать методы, позволяющие получать и изучать процессы образования наночастиц, но на их основе затруднительно получать наночастицы в промышленном масштабе. Сюда можно отнести конденсацию при сверхнизких температурах, а также некоторые варианты химического, фотохимического и радиационного восстановления [2]. Другое направление рассматривает различные варианты механохимического дробления, химические методы, конденсация из газовой фазы, плазмохимические методы и другие [3].

Лазерная абляция в жидкости является альтернативным методом синтеза наноразмерных частиц. Данный метод позволяет свести к минимуму концентрацию побочных химических веществ (путем подбора жидкости и материала образца), возникающих в зоне формирования наночастиц, в отличие от химического или механического методов синтеза.  Необходимо отметить, что процесс лазерной абляции является совокупностью множества процессов: локального импульсногонепрерывного нагрева вещества, сублимация вещества, кристаллизация вещества, гидродинамические процессы.

При изучении процесса образования наночастиц методом лазерной абляции основное внимание уделяется длине волны, плотности мощности лазерного излучения, длительности и частоте следования лазерных импульсов, типу среды (вакуум, газ, жидкость) [4]. При этом, как правило, используют оптически прозрачные в видимом диапазоне  жидкости, такие как: дистиллированная вода, этиловый спирт, ацетон [5]. Однако, изучение влияния строения молекул самой жидкости и связанных с ним  оптических свойств жидкости на процесс образования наночастиц методом лазерной абляции рассматривается в меньшей степени. 

Кривая зеленого цвета - фактор заполнения  

Кривая синего цвета - фактор заполнения

Кривая красного цвета - фактор заполнения

В процессе работы экспериментально были получены наночастицы золота и серебра методом лазерной абляции. Были измерены диаметры полученных наночастиц. Для дальнейшего исследования характеристик наночастиц и исследования спектра пропускания коллоидного раствора спирта, содержащего наночастицы серебра или золота, было проведено численное моделирование электродинамических характеристик коллоида.                 

Результаты численных расчетов эффективной диэлектрической проницаемости композитной среды приведены на рисунке 1.

Результаты проведенного численного моделирования могут быть использованы для теоретического расчета спектров прохождения для коллоидных растворов на основе наночастиц серебра и золота, полученных методом лазерной абляции. 

Литература

1. S. V. Kyriacou, W. J. Brownlow, N. Xu X-H // Biochemistry. - 2004. - №43. - С. 140.
2. Алымов М.И., Зеленский В.А. Методы получения и физико-механические свойства объемных нанокристаллических материалов / М.И. Алымов, В.А. Зеленский - М.: МИФИ, 2005. - 52 с.
3. Технология тонких пленок / Под ред. Л. Майссела и Р. Глэнга. - М.: Сов. радио, 1970. - Т.1.- 664 с., Т.2.-768 с.
4. Dinega D.P., Bawendi M.G. // "ASolution-Phase Chemical Approach to a New Crystal Structure of Cobalt", Angew. Chem. Int. Ed. - 1999. - 38, 12. - C. 1788-1791.
5. Sun S., Murray C.B., Weller D., Folks L., Moser A. // "Monodisperse FePt Nanoparticles and Ferromagnetic Nanocrystal Superlattices," Science. - 2000. - 287. - C. 1989-1992.

Код для цитирования: Скопировать