|
| |
Pracovní skupina - Laboratoř chemie a technologie skla
Výzkumná činnost l Zaměstnanci l
Studenti l Granty l
Publikace l English version l
[ Zpět na témata
]
`
Příprava
tenkých vrstev metodou sol-gel
Pod
termínem „sol-gel“ je označována skupina postupů přípravy skelných, skelně
krystalických nebo krystalických materiálů, jejichž společným znakem je
homogenizace výchozích složek ve formě roztoku, jejich převod na
sol a následně na gel při zachování homogenity.
-
Schéma
přípravy je uvedeno na Obr. 1:
Prekurzory
pro syntézu těchto materiálů jsou většinou atomy kovů nebo polokovů,
na kterých jsou navázány různé reaktivní ligandy. Nejčastějšími látkami
jsou alkoxidy kovů, jelikož velmi dobře reagují s vodou. Nejpoužívanějšími
alkoxidy jsou alkoxysilany a alkoxytitanáty, například tetraethoxysilan
(TEOS) nebo tetra-n-buthylorthotitanat . Dalšími používanými prekurzory
mohou být například alkoxidy hliníku a boru.
Stručný
přehled použití vrstev připravených nebo modifikovaných metodou sol-gel
je uveden v tabulce:
|
Vlastnosti
|
Funkce
filmu |
Složení
vrstvy |
|
Optické
|
Absorpční
Reflexní
Antireflexní
Fotokonduktivní |
TiO2-SiO2, SiO2-RmOa
: R=přechodný kov
TiO2, PbO-TiO2, In2O3-SnO2
ZrO2, SiO2, Na2O-B2O3-SiO2
PbO-TiO2, SiO2-TiO2
|
|
Elektrické |
Vodivá
Polovodivá
Feroelektrická
Elektrochromní
Fotoanody |
Oxidy
In, Sn, V, Sn/Sb, TiOxNy
SiO2, Cd2SnO4
Titanáty Ba, Pb
Oxidy W
Oxidy Ti |
|
Ochranné |
Korozní
odolnost
Alkalivzdornost
Proti oxidaci podkladu
Mechanická odolnost |
SiO2,
TiO2, ZrO2
AlPO4, MgO-Al2O3-SiO2-P2O5
SiO2, SiO2-GeO2, Al2O3
SiO2, Al2O3, ORMOSILy
(organicky modifikované silikáty) |
|
Katalytická |
|
SiO2,
SiO2/zeolit, TiO2, Ag-(Al2O3)-SiO2
Pd-SiO2, vrstvy i vysušené gely (xerogely)
|
|
Fotokatalytická |
|
TiO2 (modifikace anatas), TiO2-SiO2-PDMS
TiO2-V2O5, TiO2-MnO,
Ag - TiO2 |
|
Antibakteriální |
|
Ag-SiO2,
Ag-Al2O3-SiO2
|
Nanášení
vrstev na substrát
Pro
nanášení vrstev na subrstrát existuje dnes široká škála metod. Mezi
nejrozšířenější z nich patří technika dip-coating a spin-coating. Dalšími
mohou být například spray-coating, flow-coating, capillary-coating nebo
roll-coating. Jesltiže se chcete dozvědět o těchto technikách více,
klepněte sem.
Technika
dip-coating
Technika
dip-coating je proces, ve kterém je substrát nejprve ponořen do kapaliny
a poté z ní vytahován konstantní rychlostí za dané teploty a
daných atmosférických podmínek.
Potahování se skládá ze tří kroků ( Obr.
1 ):
 |
-
ponoření substrátu do solu (1)
- vytažení (2)
- odpařování rozpouštědla z povrchu (3) |
Technika
spin-coating
Při technologii spin-coating rotuje substrát kolem vlastní osy, která
by měla být kolmá na nanášenou plochu. Na rotující substrát je nanesen
sol. Během rotování substrátu dochází k úletu přebytečné kapaliny.
Se snižující se tloušťkou filmu klesá množství odletující kapaliny,
jelikož roste množství netěkavých složek ve vrstvě a s tím i viskozita
systému. Výhodou této metody je rovnoměrná tloušťka filmu, která se
pohybuje v rozmezí od několika stovek nanometrů až do 10 mikrometrů.
Tato metoda byla vyvinuta pro takzvaná skla „spin-on“, která se vyráběla
pro mikroelektroniku nebo pro skla s rotační symetrií, např. optické
čočky.
Výzkumná
činnost
-
fotoaktivní ormosilové vrstvy na skle
-
výzkum je zaměřen na přípravu fotoaktivních hybridních (anorganicko-organických)
vrstev obsahujících polydimethylsiloxan a oxid titaničitý, příp. oxid
křemičitý. Fotokatalytické účinky jsou zkoumány pomocí fotodegradace
methylenové modři.
-
titaničité
vrstvy na skle s obsahem oxidů vanadu a manganu
-
cílem této práce je studium vlivu dopování titaničitých vrstev oxidy
manganu a vanadu na fotokatalytické vlastnosti vrstev a fázovou přeměnu
oxidu titaničitého. Dále
je zkoumán vliv teploty, doby výpalu a počtu nanesených vrstev na
jejich fotokatalytické účinky a korozní odolnost.
-
křemičité
vrstvy na skle s obsahem stříbra
-
křemičité vrstvy obsahující částice stříbra nacházejí v dnešní době
uplatnění jako součást antibakteriálních, katalytických nebo optických
vrstev. Výzkum je zaměřen na studium přípravy těchto vrstev, mechanismů
probíhajících během tepelného zpracování, jejich antibakteriálních
účinků a korozní odolnosti vrstev.
-
fotoaktivní
titaničité vrstvy na skle s obsahem stříbra
- vrstvy obsahující oxid titaničitý ve formě anatasu vykazují fotokatalytické
účinky. Cílem práce je prokázat pozitivní účinek dopování částicemi
stříbra na fotokatalytické vlastnosti nanesených vrstev. Je zkoumán
vliv teploty a doby výpalu a množství stříbra obsaženého v solu na
fotokatalytické účinky vrstev.
Pro
nanášení vrstev je používána technika dip-coating
(viz Obr. 2).
[ Zpět na témata ]
|
