Właściwości hydrofobowych powłok krzemionkowych wytwarzanych metodą zol-żel

• Autorzy: Porębska, K. , Pietrzyk, B. , Jakubowski, W.

Warianty tytułu

EN

Properties of hydrophobic silica coatings produced by the sol-gel-method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bakterie kolonizujące powierzchnie materiałów mogą powodować problemy w prawidłowym funkcjonowaniu konstrukcji inżynierskich, w szczególności biomedycznych. Niektóre właściwości powierzchni, takie jak skład chemiczny, chropowatość czy zwilżalność, mogą wpływać na podatność na kolonizację bakterii. Modyfikacja powierzchni materiałów prowadząca do ograniczenia ich podatności na zasiedlanie bakteriami pozwoliłaby na poprawę właściwości użytkowych materiałów. W pracy hydrofobowe powłoki SiO2 wytwarzano metodą zol-żel na podłożach szklanych. Zole przygotowano na bazie tetraetoxysilanu (TEOS), modyfikując je za pomocą methyltrimethoxysilanu (MTMS) i hexamethyldisilazanu (HDMS). Właściwości hydrofobowe powłok oceniano przez badanie kąta zwilżania w zależności od parametrów procesu wytwarzania i rodzaju modyfikatora. Przedstawiono badania morfologii (SEM), budowy chemicznej powłok (FTIR) oraz podatności powłok na zasiedlanie bakterii Escherichia coli. Uzyskano powłoki o kącie zwilżania w zakresie 60÷100°. Stwierdzono, że zwilżalność powierzchni zasadniczo nie zmienia ich podatności na zasiedlanie bakteriami.

EN

The bacteria that colonize the surfaces of materials can cause problems in the proper functioning of engineering devices, in particular biomedical ones. Some surface properties, such as chemical composition, surface roughness or wettability, can affect the susceptibility to bacterial colonization. Modification of the surface, leading to a reduction of receptivity to colonization by bacteria, can improve the performance of materials. In this paper, the hydrophobic SiO2 films were produced on glass substrates by the sol-gel method. Sols were prepared on the basis of tetraethoxysilane (TEOS), modified with use of methyltrimethoxysilane (MTMS) and hexamethyldisilazane (HDMS). Hydrophobic properties of coatings was assessed by examining the wetting angle depending on the parameters of the manufacturing process and the type of modifier. The morphology (SEM), the chemical structure of coatings (FTIR) and the sensitivity of coatings to Escherichia coli colonization are also presented. It was found that obtained coatings had a contact angle between 60 and 100 degrees and the wettability of the surface does not substantially affect its susceptibility to bacterial colonization.

Słowa kluczowe

PL

powłoki krzemianowe; zol-żel; kąt zwilżania; hydrofobowość; zwilżalność; bakterie

EN

silicate coating; sol-gel; angle of rewetting; hydrophobicity; wettability; bacteria

• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 802--805
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Porębska, K.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka

autor

Pietrzyk, B.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka,

autor

Jakubowski, W.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Wydział Mechaniczny, Politechnika Łódzka

Bibliografia

• [1] Markiewicz Z.: Struktura i funkcje osłon bakteryjnych. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa (1993).
• [2] Doyle R. J.: Contribution of the hydrophobic effect to microbial infection. Microbes and Infection 2 (2000) 391÷400.
• [3] Sobolewska E., Frączak B., Błażewicz S., Seńko K., Lipski M.: Porównanie kąta zwilżalności podstawowych materiałów protetycznych stosowanych w wykonawstwie protez ruchomych w badaniach in vitro. Protet. Stomat. LIX 6 (2009) 401÷406.
• [4] Yang H., Deng Y.: Preparation and physical properties of superhydrophobic papers. Journal of Colloid and Interface Science 325 (2008) 588÷593.
• [5] Jaiswala S., McHaleb P., Duffya B.: Preparation and rapid analysis of antibacterial silver, copper and zinc doped sol-gel surfaces. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 94 (2012) 170÷176.
• [6] Lakshmi R. V., Basu B. J.: Fabrication of superhydrophobic sol-gel composite films using hydrophobically modified colloidal zinc hydroxide.Journal of Colloid and Interface Science 339 (2009) 454÷460.
• [7] Magin C. M., Cooper S. P., Brennan A. B.: Non-toxic antifouling strategies. Materials Today 13 (2010) 36÷44.
• [8] Philipavicius J., Kazadojev I., Beganskiene A., Melninkaitis A., Sirutkaitis V., Kareiva A.: Hydrophobic antireflective silica coatings via sol-gel process. Materials Science (Medziagotyra) 14 (4) (2008) 283÷287.
• [9] Kickelbick G.: Hybrid materials. Synthesis, characterization, and applications. Weinheim (2007).
• [10] Wu L. Y. L., Tan G. H., Qian M., Li T. H.: Formulation of transparent hydrophobic sol-gel hard coatings. SIMTech technical reports 6 (2) (2005) 1÷4.
• [11] Atkins P. W. Chemia fizyczna. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa (2012).
• [12] Jakubowski W., Bartosz G., Niedzielski P., Szymanski W., Walkowiak B.: Nanocrystalline diamond surface is resistant to bacterial colonization. Diamond and Related Materials 13 (10) (2004) 1761÷1763.
• [13] Jakubowski W., Slósarczyk A., Paszkiewicz Z., Szymański W., Walkowiak B.: Bacterial colonization of bioceramic surfaces. Advances in Applied Ceramics 107 (4) (2008) 217÷221.
• [14] Hitchcock S. J., Carroll N. T., Nicholas M. G.: Some effects of substrate roughness on wettability. Journal of Materials Science 16 (3) (1981) 714÷732.