Deposition of gold nano-particles and nano-layers on polyethylene modified by plasma discharge and chemical treatment

0332396 - ÚJF 2010 RIV NL eng J - Journal Article
Švorčík, V. - Chaloupka, A. - Záruba, K. - Král, V. - Bláhová, O. - Macková, Anna - Hnatowicz, Vladimír
Deposition of gold nano-particles and nano-layers on polyethylene modified by plasma discharge and chemical treatment.
[Deposice zlatých nano-částic a nano-vrstev na polyethylenu modifikovaném plasmatickým výbojem a chemickým působením.]
Nuclear Instruments & Methods in Physics Research Section B. Roč. 267, č. 15 (2009), s. 2484-2488. ISSN 0168-583X. E-ISSN 1872-9584
R&D Projects: GA MŠMT(CZ) LC06041; GA ČR GA106/09/0125
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10480505
Keywords : Polyethylene * Plasma discharge * Dithiol grafting
Subject RIV: BG - Nuclear, Atomic and Molecular Physics, Colliders
Impact factor: 1.156, year: 2009

Polyethylene (PE) was treated in Ar plasma discharge and then grafted from methanol solution of 1,2-ethanedithiol to enhance adhesion of gold nano-particles or sputtered gold layers. The modified PE samples were either immersed into freshly prepared colloid solution of Au nano-particles or covered by sputtered, 50 nm thick gold nano-layer. Properties of the plasma modified, dithiol grafted and gold coated PE were studied using XPS, UV-VIS, AFM, EPR, RBS methods and nanoindentation. It was shown that the plasma treatment results in degradation of polymer chain, creation of excessive free radicals and conjugated double bonds. After grafting with 1,2-ethanedithiol the concentration of free radicals declined but the concentration of double bonds remained unchanged. Plasma treatment changes PE surface morphology and increases surface roughness too. Another significant change in the surface morphology and roughness was observed after deposition of Au nano-particles.

Polyethylen byl modifikován v Ar plasmě a potom vystaven působení roztoku 1,2-ethanedithiolu v metanolu s cílem zvýšit adhesi zlatých nano-částic a nano-vrstev. Nano-částice byly nanášeny z koloidního roztoku a zlaté vrstvy o tlouštce 50 nm byly naprášeny. Vlastnostmy takto připravených struktur byly zkoumány metodami XPS, UV-VIS, AFM,EPR, nanointadace a RBS. Plasmatickým výbojem vznikají volvé radikály a úpřebytečné dvojné vazby, mění se složení a morfolofie povrchové vrstvy polyethylenu. Deposice zlatých nano-částic vede k dalším změnám povrchové morfologie a poklesu koncentrace volných radikálů. Metodou XPS bylo prokázáno navázání zlatých nano-částic na povrch modifikovaného polyethylenu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0177672