Nanocomposite manufacturing using ultrashort-pulsed laser ablation in solvents and monomers

Barcikowski, S.; Hustedt, M.; Chichkov, B.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Nanocomposite manufacturing using ultrashort-pulsed laser ablation in solvents and monomers

Autorzy

Barcikowski S. , Hustedt M. , Chichkov B.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://ichp.vot.pl/index.php/p

Identyfikatory

Warianty tytułu

Wytwarzanie nanokompozytów z zastosowaniem ablacji wymuszanej laserem femtosekundowym w środowisku rozpuszczalników i monomerów

Języki publikacji

Abstrakty

On the basic of literature data on ablation was characterized as a method of nanoparticles preparation. The own research concerned the direct ultrafast laser ablation of solids used to produce the engineering nanoparticles with narrow size distributions. Without using any chemical precursors, stoichiometric nanoparticles are generated from different materials (silver, gold, NiTi alloy) and directly dispersed in a liquid, e.g. acrylic acid, acetone, water, or a monomer of polymeric material. The produced nanoparticle solutions may be used to fabricate nano-modified plastic materials with specially designed properties by polymerization directly subsequent to particles' production, without the necessity to re-disperse the particle aggregates. In order to control the size distribution and related properties, nanomaterial characterization using on-line measurements of the particle size is applied. The developed processes give access to new homogeneous nanomaterials such as multi-component nanosystems.

Na podstawie literatury scharakteryzowano ablację laserową jako metodę otrzymywania nanocząstek (rys. 1). Opisane badania własne dotyczyły wytwarzania nanocząstek o wąskim rozkładzie wymiarów za pomocą bezpośredniej ultraszybkiej ablacji substancji stałych. W ten sposób z rozmaitych materiałów (srebra, złota, stopu NiTi) uzyskiwano - bez wprowadzania jakichkolwiek chemicznych prekursorów - nanocząstki bezpośrednio zdyspergowane w cieczy, którą stanowił rozpuszczalnik (aceton, woda) lub monomer (np. akrylanowy). Polimeryzacja tak uzyskanej dyspersji monomeru prowadziła do powstawania kompozytu polimerowego z nanocząstkami, np. srebra (rys. 7 i 8). Opisywane nanocząstki charakteryzowano metodami SEM, TEM, ESEM i spektroskopii VIS (rys. 2-6).

Słowa kluczowe

laser ablation nanoparticles nanocomposites particle dispersion femtosecond laser

ablacja laserowa laser femtosekundowy nanocząstki dyspergowanie nanokompozyty

Wydawca

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej

Czasopismo

Polimery

Rocznik

2008

Tom

T. 53, nr 9

Strony

657--662

Opis fizyczny

Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Barcikowski S.

autor

Hustedt M.

autor

Chichkov B.

Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8,30419 Hannover, Germany, s.barcikowski@lzh.de

Bibliografia

1. Ebenau A.: “Economic Perspectives of Nanotechnology: Enormous Markets for Tiny Particles”, in: “Nanotechnology in Chemistry – Experience meets Vision” on Oct. 28th/29th 2002 in Mannheim, press release BASF Future Business GmbH, Ludwigshafen 2002.
2. Luther W., Malanowski N., Bachmann G., Hoffknecht A., Holtmannspötter D., Zweck A., Heimer T., Sanders H., Werner M., Mietke S., Köhler T.: “Nanotechnologie als wirtschaftlicher Wachstumsmarkt”, Reihe “Innovations- und Technikanalyse”, Vol. 53, VDI Technologiezentrum GmbH, Düsseldorf 2004.
3. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Polimery 2007, 52, 243.
4. Wisniewski M., Sionkowska A., Kaczmarek H., Lazare S., Tokarev V.: Polimery 2007, 52, 259.
5. Rytlewski P., Żenkiewicz M.: Polimery 2007, 52, 403.
6. Kabashin V., Meunier M.: “Laser Ablation-Based Synthesis of Nanomaterials”, in: “Recent Advances in Laser Processing of Materials” (Eds.: Perriere J., Millon E., Fogarassi E.), Elsevier, Oxford 2006, p. 1--36.
7. Kabashin A.V., Sylvestre J.-Ph., Patskovsky S., Meunier M.: J. Appl. Phys. 2002, 91, 3248.
8. Muramoto J., Nakata Y., Okada T., Maeda M.: Jpn. J. Appl. Phys., Part 2, 1997, 36, L563.
9. Geohegan D. B., Puretzky A. A., Duscher G., Pennycook S. J.: Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 438.
10. Geohegan D. B., Puretzky A. A., Duscher G., Pennycook S. J.: Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2987.
11. Foltyn S. R.: “Surface Modification of Materials by Cumulative Laser Irradiation”, Chap. 4 in: “Pulsed Laser Deposition of Thin Films” (Eds.: Chrisey D. B., Hubler G. K.), Wiley, New York 1994, p. 89--114, and references therein.
12. Krajnovich D. J., Vazquez J. E.: J. Appl. Phys. 1993, 73, 3001.
13. Abraham F. F.: “Homogeneous nucleation theory: the pretransition theory of vapor condensation”, Academic Press, New York 1974.
14. Kashchiev D.: “Nucleation: Basic Theory with Applications”, Butterworth-Heinemann, Oxford 2000.
15. Barcikowski S., Goede M., Ostendorf A.: “High Power Macro Processing HPL2002”, 1st International Symposium at LAMP 2002, Osaka, Japan, p. 459--462.
16. Staupendahl G., Michel G., Eberhardt G., Müller E., Oestreich C., Vogelsberger W., Schlegel J.: J. Laser Appl. 1998, 11, 14.
17. Barcikowski S., Ostrowski R., Marczak J., Strzelec M., Walter J., Ostendorf A.: “Nanoparticles during laser cleaning of decoration samples of Sigismund's Chapel“, in: 4th International Workshop on “Laser Cleaning & New Trends in Laser Cleaning”, Mq Univ., Sydney, AU, Dec. 14th--17th 2004. Publ.: World Scientific Publishing Company, Singapore, as “Laser Cleaning II” (Ed. Kane D. M.).
18. Lee J., Becker M. F., Keto J. W.: J. Appl. Phys. 2001, 89, 8146.
19. Nichols W. T., Malyavanatham G., Henneke D. E., Brock J. R., Becker M. F., Keto J. W., Glicksman H. D.: J. Nanoparticle Res. 2000, 2, 141.
20. Bunte J., Barcikowski S., Puester T., Burmester T., Brose M., Ludwig T.: “Secondary Hazards: Particle and X-Ray Emission”, Chapter 9.2 in: “Femtosecond Technology for Technical and Medical Applications” (Eds.: Dausinger F., Lichtner F., Lubatschowski H.), Springer Verlag “Topics in Applied Physics”, Vol. 96, Berlin 2004, p. 309--320.
21. Korte F., Serbin J., Koch J., Egbert A., Fallnich C., Ostendorf A., Chichkov B.N.: Appl. Phys. A 2003, 77, 229.
22. Bauer T.: “Abtragen von bioresorbierbaren Implantatwerkstoffen mittels ultrakurzer Laserpulse”, Dissertation, Publ.: A. Ostendorf, LZH-Verlag, Hannover 2005.
23. Barcikowski S., Bärsch N., Hustedt M., Sattari R., Ostendorf A.: Proc. ICALEO 2005, 23, 375.
24. Wu M. H., Mu R., Ueda A., Henderson D. O.: Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2003, 780, Y3.2/1.
25. Koch J., von Bohlen A., Hergenröder R., Niemax K.: J. Anal. At. Spectrom. 2004, 19, 267.
26. Kik P. G., Maier S. A., Atwater H. A.: Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2002, 705, Y3.6.1.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BAT7-0012-0018