Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Cienkie warstwy germanowo-węglowe wytwarzane w plazmie wysokiej częstotliwości z germanoorganicznych związków wyjściowych

100%

Gazicki-Lipman M.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2000

|

tom Z. 269

7-165

PL

Przedmiotem niniejszej rozprawy jest wytwarzanie oraz badanie struktury i właściwości warstw germanowo-węglowych przy użyciu techniki plazmochemicznej z zastosowaniem związków germanoorganicznych jako przekursorów. W odróżnieniu od sposobów wytwarzania warstw typu IV-IV taką techniką plazmochemiczną, w której substancję wyjściową stanowi mieszanina gazowych połączeń poszczególnych pierwiastków (takich jak CH4, C2H4, C2H2, SiH4, GeH4) metoda ta charakteryzuje się użyciem jednego materiału wyjściowego, jakim są pary związku germanoorganicznego. Zalety takiego rozwiązania obejmują użycie łatwiejszych i bezpieczniejszych w obsłudze związków ciekłych, często o niskich prężnościach par, które nie mają właściwości samozapalnych ani wybuchowych. Inną ważną zaletą tej metody jest możliwość kontrolowania struktury oraz właściwości wytworzonego materiału bez potrzeby zmiany składu mieszaniny wyjściowej. W szczególności, niniejsza rozprawa dotyczy mechanizmu nanoszenia, struktury chemicznej, właściwości fizycznych oraz potencjalnych zastosowań warstw germanowo-węglowych wytwarzanych z czteroalkilowych pochodnych germanu, takich jak tetrametyloger-man oraz tetraetylogerman w plazmie wyładowania jarzeniowego wysokiej częstotliwości. W układzie tym warunki deficytu energii prowadzą do nanoszenia warstw plazmowych polimerów germanoorganicznych, zaś warunki deficytu masy do wytworzenia amorficznych, uwodornionych warstw germanowo-węglowych o właściwościach typowych dla amorficznych półprzewodników. W rozprawie określone są warunki powstawania obu rodzajów warstw, jak również różnice w ich budowie chemicznej i właściwościach fizycznych. Dla obu rodzajów warstw zaproponowane zostały hipotetyczne modele strukturalne. W przypadku amorficznych, uwodornionych warstw germanowo-węglowych, których stabilność termiczna w zakresie temperatur 20-800°C uzasadnia taką aplikację, zaproponowane jest również ich zastosowanie jako materiału na mikrotermistorowe czujniki temperatury. Wyniki przedsawione w niniejszej rozprawie pozwalają również na pewne uogólnienia, z których najważniejszym jest wprowadzenie pojęcia specyficznej wydajności nanoszenia warstwy DR/FM. Wielkość ta, zaproponowana i przetestowana przez autora, stanowi bardzo dobre narzędzie do porównywania różnych procesów nanoszenia warstw z fazy gazowej z udziałem wspomaganych plazmą reakcji chemicznych.

EN

The work is devoted to the production of germanium-carbon thin films with the help of plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD) technique using organogermanium compounds as precursors as well as to the investigation of these films' chemical structure and properties. In contrast to those methods of plasma deposition of IV-IV materials which employ a mixture of gaseous compounds of particular elements (such as CH4, C2H4, C2H2, SiH4, GeH4) the present method is characterized by a use of a single source starting material which, in the presented case, is a vapour of an organogermanium compound. The advantages of such a solution include a use of easier to handle as well as safer liquid compounds, often characterized by a low magnitude of saturated vapour pressure, which are neither explosive nor flammable. Another important advantage of the presented method is a possibility to control the structure and properties of the deposited material without a necessity to change the composition of the starting mixture. In particular, the present work concerns a deposition mechanism, chemical structure, physical properties and potential applications of germanium-carbon films produced from tetraalkylgermanium compounds such as tetramethylgermanium and tetraethylgermanium, in a non-equilibrium plasma of a RF glow discharge. In such a system energy deficit conditions result in thin films of organogermanium plasma polymers, while mass deficit conditions lead to the deposition of films of amorphous hydrogenated germanium-carbon alloys whose properties are characteristic for amorphous semiconductors. Deposition conditions for both types of materials as well as qualitative differences in their chemical structure and physical properties have been determined. For both categories hypothetical models of their chemical structure have been proposed, based on a random network approach. In the case of amorphous hydrogenated germanium-carbon alloys, whose thermal stability in the temperature range of 20-800°C justify such a proposal, an application as a material for large range microthermistor temperature sensors has been suggested. In some cases the results of the presented work allow its author to carry out certain generalizing procedures. The most important of these procedures is a use of a term of a specific deposition yield DR/FM. This parameter, introduced and verified by the author, constitutes an excellent tool for comparisons of different processes of plasma enhanced chemical vapour deposition.

2

Thin Ge:C:H films deposited from organogermanium compounds with the use of radio frequency plasma

100%

Gazicki-Lipman M.

|

tom 80

3

Optical properties and morphology of PECVD deposited titanium dioxide films

51%

Kowalski J. , Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

tom Vol. 37, nr 2

298-303

EN

Purpose: The purpose of the present work is to compare the structure and optical properties, with respect to their potential optical applications, of titanium dioxide films synthesized with the PECVD method from two different precursor materials, namely titanium tetrachloride and titanium tetraethoxide (TEOT). Design/methodology/approach: Optical properties as well as thickness of the films were analyzed by means of Variable Angle Spectroscopic Ellipsometry (VASE). Morphology studies were carried out by Scanning Electron Microscopy (SEM) and chemical composition characterisation was performed with the help of Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) unit coupled with the electron microscope. Findings: Optical parameters approaching those of titanium dioxide were achieved for both precursors. Studies of morphology show that the films produced from TEOT have favourable, smooth surface in contradiction to broccoli-like structure obtained for the chloride precursor. The type of substance used for titanium oxides synthesis determined chemical composition of the films resulting in their enrichment with either chlorine or carbon, depending on the precursor composition. Practical implications: The optical quality of the films is good enough to suggest their applications in stack multilayer interference filters. The refractive index values of these films advocate their use as high refractive index materials while their low extinction coefficients assure the devices transparency. Originality/value: The work presents deposition rates as well as the films optical properties, chemical composition and morphology in relation to operational parameters of their synthesis. It also provides a comparison of these characteristics for two competitive precursor compounds. Finally, it presents the capability of PECVD method for the deposition of optical coatings onto polymer substrates.

4

Wykorzystanie metody RF PECVD do modyfikacji ditlenku tytanu jako napełniacza fotodegradowalnych polimerów syntetycznych stosowanych w medycynie

51%

Sobczyk-Guzenda A. , Gazicki-Lipman M. , Szymanowski H.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

tom Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

26--29

PL

Celem pracy była ocena wpływu modyfikacji plazmo-chemicznej sproszkowanego ditlenku tytanu (TiO2) na zmianę jego zwilżalności, właściwości mechanicznych oraz szybkości fotodegradacji polimeru syntetycznego z dodatkiem TiO2. Użyto komercyjny ditlenk tytanu - Aeroxide P25. Modyfikacja przeprowadzona była w plazmie metanowej w zakresie mocy wyładowania jarzeniowego od 20 do 200 W, przy stałym przepływie metanu i czasie trwania procesu. Badania zwilżalności dowiodły, że proszki modyfikowane wykazują zmniejszającą się tendencję do sorpcji wody, osiągając wartość progową przy mocy 100 W, po przekroczeniu której ich zdolność do pochłaniania wody znacznie wzrastała. Mieszanki polistyrenu (PS) wykonane zostały przy dwóch stężeniach TiO2 2 i 6%. Do badań użyto TiO2 modyfikowanego przy mocy 40 i 100 W. Zaobserwowano zwiększenie wytrzymałości na zerwanie dla kompozytu TiO2+PS w porównaniu do czystego PS. Z kolei modyfikacja przy mocy 100 W poprawiła znacznie właściwości mechaniczne w porównaniu do niemodyfikowanego TiO2. Przeprowadzony proces fotodegradacji dowiódł, że mieszanina modyfikowanego TiO2+PS przy mocy 100W wykazała najsilniejszy efekt degradacji ujawniający się największym ubytkiem masy po naświetlaniu światłem z zakresu UV-B w stosunku do niemodyfikowanego TiO2+PS.

EN

The aim of the work was an assessment of the effect of plasma chemical modification of titanium dioxide (TiO2) powder on its wettability as well as on mechanical properties and rate of photodegradation of TiO2 filled synthetic polymer. As a filler, a titanium dioxide powder Aeroxide P25 was used. Filler modification was carried out in methane plasma using the glow discharge power of 20-200 Watt and a constant methane flow rate and process duration. Wettability measurements showed that plasma modified powders had a decreasing tendency towards water sorption, however, only to a power threshold of 100 Watt, above which their sorption ability substantially increased. Polystyrene blends (PS) with TiO2 at two concentrations, namely those of 2% and 6%, were prepared. Titanium dioxide filler samples modified at the power level of either 40 Watt or 100 Watt were used for testing. An increase of tensile strength of a TiO2/PS composite, with respect to plain PS, was observed. On the other hand, plasma modification of the filler, carried out at 100 Watt, substantially improved mechanical properties of the composites, compared to those filled with a nonmodified material. Photodegradation studies showed the strongest effect, consisting in the largest loss of mass following an exposure to UV-B radiation, for the samples of PS filled with TiO2 modified at 100 Watt.

5

Warstwy dwutlenku tytanu nakładane metodą CVD wspomaganą plazmowo do zastosowań fotokatalitycznych

51%

Szymanowski H. , Sobczyk A. , Jakubowski W. , Gazicki-Lipman M.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

tom R. 8, nr 43-44

32-36

PL

Chemiczne osadzanie z fazy gazowej w wysokiej częstotliwości zostało wykorzystane do syntezy cienkich warstw dwutlenku tytanu. Warstwami tymi powlekano podłoża szklane i krzemowe. Jako związek wyjściowy użyto chlorek tytanu IV, a proces nakładanie przebiegał w obecności tlenu. Aktywność fotokatalityczną warstw zbadano pod kątem ich właściwości bakteriobójczych. Do badań bakteriobójczych został użyty szczep bakterii Escherichia Coli K12 i promieniowanie UV. Właściwości optyczne wyznaczono spektrofotometrycznie, natomiast strukturę chemiczną przy użyciu spektroskopii FTIR. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ zastosowanej mocy wysokiej częstotliwości na właściwości optyczne, strukturalne i bakteriobójcze.

EN

TiO2 thin films were synthesized using Radio Freqency Chemical Vapour Deposition process (RF PECVD). The films were deposited on glass and silicon substrate. Titanium tertrachloride derivatives have been used as precursor compounds, and the processes have been carried out in the presence of oxygen. The photocatalytics activity of the formed layers was studied by means of their antibacterial property. Bactericidal properties of the coatings were studied using cultures of K12 strain of Esterichia coli and the UV irradiation. Optical properties of the films have been examined by means of UV-VIS investigations. Chemical structure was investigated using FTIR spectroscopy. An effect of an RF power of the discharge on the optical, structural and the bactericidal properties of the films was investigated in this work.

6

Thin TiO2 bactericidal films. I. Deposition and structure

51%

Szymanowski H. , Sobczyk A. , Gazicki-Lipman M. , Klimek L.

Polish Journal of Applied Chemistry

|

2005

|

tom Vol. 49, nr 1-2

101-110

EN

In spite of a number of different practical methods of sterilization, a peril from a side of bacteria and viruses still makes a gigantic problem in hospitals. Ultra-violet radiation, usually used for this purpose, not always proves sufficient. Therefore, searches for other methods are under way. One of the possibilities is a usage of additional substances, insensible for human organism, assisting the sterilization process. A substance that fulfils these criteria is titanium dioxide TiO2, exhibiting photocatalytic properties. After UV radiation, in the presence of oxygen, TiO2 creates active forms of oxygen with high efficiency. These formations attack cellular bacteria, leading to the destruction of nearly 100% of their population. Such a high of degree of effectiveness is often unattainable by using UV radiation alone. Popular methods of deposition of thin titanium dioxide films comprise: sol-gel techniques, ionic sputtering, pyrolitic spraying, cathodic and atomic deposition. However, by means of these methods it is difficult to receive a coating having suitable chemical structure and at the same time characterized by a very good adhesion to a substrate. Thin films deposited with the help of glow discharge methods are well-known for their excellent adhesion to substrates. Simultaneously, by careful monitoring process parameters, one can influence a structure of the layers, their thickness and properties. In the present work, a method of deposition of titanium dioxide by usage of low temperature plasma (PECVD) is introduced. Optical properties of the films, obtained with this method, have been examined by means of UV-VIS and ellipsometric investigations. Morphology as well as elemental composition of titanium oxide was studied with the help of scanning electron microscopy (SEM), equipped with energy dispersive X-ray (EDX) analysis. Chemical structure was investigated using FTIR spectroscopy.

7

Bakteriobójcze powłoki ditlenku tytanu z dodatkiem żelaza

45%

Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H. , Owczarek S. , Kawczyński M. , Gazicki-Lipman M.

Engineering of Biomaterials

|

2013

|

tom Vol. 16, no. 122-123 spec. iss.

30--33

PL

Celem pracy było określenie wpływu ilości żelaza zawartego w wygrzewanych powłokach ditlenku tytanu (TiO2) wytworzonych w procesie RF PECVD (radio frequency plasma enhanced chemical vapour deposition) na ich właściwości optyczne oraz bakteriobójczość. Powłoki nanoszone były na podłoża krzemowe przy stałej mocy wyładowania jarzeniowego - 300 W, czasie trwania procesu - 30 min., przepływie tlenu - 50 sccm oraz ilości dostarczanego chlorku tytanu (IV) w temperaturze 0oC (związku wyjściowego dlaTiO2). Zmiennym parametrem był przepływ par pentakarbonylku żelaza (prekursora dla atomów żelaza). Otrzymano powłoki o następującej zawartości atomowej żelaza: 0,1%, 0,4%, 0,8% 1,1%, 2,3%, 5,6%, 11,5%, 27,3%. Badania elipsometryczne wykazały znaczący wpływ zawartości żelaza na zmianę parametrów współczynnika załamania światła, współczynnika ekstynkcji oraz grubości powłok. Najsilniejszy efekt bakteriobójczy wykazała powłoka o zawartości 0.4% Fe. Ponadto można było dostrzec tendencję spadku przeżywalności wraz ze zmniejszeniem ilości żelaza w powłoce.

EN

The aim of the work was to determine the effect of iron content in thermally annealed titanium dioxide (TiO2) coatings, synthesized with the radio frequency plasma enhanced chemical vapour deposition (RF PECVD) method, on their optical and bactericidal properties. The coatings were deposited onto silicon substrates at the following constant operational parameters: glow discharge power of 300 Watt, oxygen flow rate of 50 sccm titanium tetrachloride (TiO2 precursor) evaporation temperature of 0oC and process duration of 30 minutes, with the variable parameter being the flow rate of iron pentacarbonyl, a source of iron atoms. Coatings characterized by the following iron content were produced: 0.1%, 0.4%, 0.8% 1.1%, 2.3%, 5.6%, 11.5% and 27.3%. Ellipsometric measurements have shown a substantial effect of iron content on the refractive index, extinction coefficient and thickness of the films. The strongest bactericidal effect was exhibited by the coating containing 0.4% of iron, with the bacterial survivability decreasing along the lines of lowering content of this element.

8

Foto-biodegradowalne kompozyty poli (kwasu L-mlekowego) i TiO2

45%

Sobczyk-Guzenda A. , Owczarek S. , Kaczorowski R. , Gazicki-Lipman M. , Szymanowski H.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

tom Vol. 17, no. 128-129

46--49

PL

Wielofunkcyjne kompozyty składające się z polimerów oraz nieorganicznych nanododatków zmieniające pierwotne właściwości polimeru są uznawane za nowoczesne materiały, które można wykorzystać w wielu dziedzinach przemysłu oraz życia codziennego. Wpływ nanonapełniacza na modyfikację właściwości matrycy polimerowej zależy w dużym stopniu od kształtu i wielkości jego cząstek, cech powierzchniowych oraz co za tym idzie stopnia jego dyspersji. W przedstawionej pracy wytworzono kompozyty składające się ditlenku tytanu (IV) TiO2 oraz poli(kwasu mlekowego) (PLA). Użyto zarówno niemodyfikowany TiO2 oraz modyfikowany metodą RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). Proces ten przeprowadzono przy dwóch przepływach metanu 15 i 30 sccm. W celu sprawdzenia efektywności modyfikacji wykonano badanie FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy). Badanie to potwierdziło obecność na powierzchni ziaren TiO2 grup -CH2 i -CH3. Gotowe kompozyty poddano badaniom właściwości mechanicznych takich jak statyczna próba na rozciąganie oraz pomiar udarności. Otrzymane wyniki dowiodły, że dodatek TiO2 zarówno modyfikowanego jak i niemodyfikowanego nie zmienia wytrzymałości na rozciąganie natomiast poprawia jego udarność. Obecność niemodyfikowanego TiO2 w matrycy PLA obniża nieco wartość kąta zwilżania gotowego kompozytu, a modyfikacja powierzchni TiO2 w plazmie metanowej prowadzi do zmniejszenia zwilżalności produktu końcowego.

EN

Multifunctional composites consisting of polymers or inorganic nanoadditions, which change the original properties of a polymer are considered to be modern materials for many industrial and daily life applications. An influence of a nanofiller on modification process of polymer matrix properties is strongly dependent on its particles shape and size, surface characteristics and in consequence its dispersion grade. In the present work composites consisting of titanium dioxide (IV) TiO2 and polylactic acid (PLA) were prepared. Unmodified TiO2 as well as modified one by RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition ) technique were used. Two different methane flow rates (15 and 30 sccm) were used during processes. In order to check the efficiency of modification process FTiR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) research was conducted. The results show that there are -CH2 and -CH3 groups present at the TiO2 grains surface. Mechanical properties like tensile testing and impact resistance of the composites were measured. The results prove that an addition of TiO2 (modified and unmodified) does not influence the tensile strength but improves impact resistance value. A presence of unmodified TiO2 in PLA matrix slightly reduces the water contact angle value for a composite. Methane plasma surface treatment leads to wetting properties reduction of a final product.

9

Fotohydrofilowe powłoki TiO2 nanoszone metodą RF PECVD z metaloorganicznego związku wyjściowego

45%

Sobczyk-Guzenda A. , Owczarek S. , Gazicki-Lipman M. , Szymanowski H. , Kowalski J.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

tom Vol. 15, no. 112

20-25

PL

Powłoki TiO2 wytwarzane metodą RF PECVD posiadają różne właściwości w zależności od sposobu i warunków prowadzenia procesu. W prezentowanej pracy badano w jakim stopniu wartość przepływu tlenu wpływa na właściwości powłok ditlenku tytanu - kładąc szczególny nacisk na fotozwilżalność. Powłoki TiO2 nanoszone były z tetraetoksytytanu w obecności tlenu na krzemowe i szklane podłoża. Przepływ tlenu zmieniany był w przedziale pomiędzy 100 a 500 sccm. Parametrami stałymi we wszystkim procesach były: czas nanoszenia powłok wynoszący 90 minut oraz moc wyładowania jarzeniowego równa 300 W. Z badań wynika, że powłoki nanoszone przy przepływie tlenu równym 400 sccm wykazują najwyższą fotozwilżalność. Hydrofobowy charakter takiej powłoki (kąt zwilżania wodą powyżej 120 deg) ulega zmianie na hydrofilowy już po nieco ponad półgodzinnej ekspozycji na działanie promieniowania UV, zaś po 2 godzinach naświetlania kąt zwilżania maleje do wartości poniżej 40 deg. Wartość przepływu tlenu wpływa również istotnie na grubość otrzymanej powłoki. W zadanych warunkach najcieńsze powłoki otrzymywane są przy 350 sccm i ich grubość rośnie zarówno ze zwiększaniem jak i zmniejszaniem wartości przepływu tlenu.

EN

Depending on the detailed solution and parameters used, TiO2 coatings produced with the RF PECVD technique are characterized with various properties. In the present work, the effect of the flow rate of incoming oxygen on the coatings behaviour and on their photohydrophilic properties in particular is discussed. The coatings were deposited from the mixture of tetraetoxytitanium and oxygen onto the glass and silicon substrates. Oxygen flow rate was adjusted within the range of 100 and 500 sccm. Other parameters were kept constant: deposition time of 90 minutes and deposition power of 300 Watt. The results obtained show that the most pronounced photohydrophilic behaviour is exhibited by the coatings deposited at the oxygen flow rate of 400 sccm. Hydrophobic character of these films (water wetting angle above 120 deg) transforms to hydrophilic after only half an hour long exposition to UV radiation, and after two hours of illumination that wetting angle becomes lower than 40 deg. The flow rate of oxygen also substantially affects the thickness of the deposited coating. For the above parameters the lowest film thickness is obtained for the O2 flow rate of 350 sccm and it increases both when this parameter rises and when it drops.

10

Thin SixCyNz:H coatings deposited with the RF PECVD method

45%

Oleśko K. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M. , Balcerzak J. , Sobczyk-Guzenda A.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

tom Vol. 39, nr 4

140--147

EN

Coatings of hydrogenated silicon nitride and silicon carbonitride find numerous applications stemming from their various useful properties which can be easily modified during the deposition process. In this work, the effect of discharge power on the physical properties of the coatings synthesized from organosilicone precursors is presented. Compared to explosively flammable silane, these precursors are safe and do not require costly safety measures installed in the equipment. The coatings investigated were deposited from hexamethyldisilazane (HMDSN) using radiofrequency plasma enhanced chemical vapour deposition in an atmosphere of such working gases as nitrogen, ammonia and hydrogen. HMDSN constitutes a valuable precursor since its saturated vapour pressure is relatively high (1.8 kPa at 25°C) and its molecule contains both silicon and nitrogen atoms. The coatings synthesized were broadly investigated with the help of such analytical techniques as variable angle spectroscopic ellipsometry (VASE), UV-Vis spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The effect of the glow discharge power on the coatings chemical structure and, therefore, on the magnitude of their refractive index was studied. It has been demonstrated that the discharge power strongly affects quantitative proportions between Si–N, Si–NH–Si, Si–O chemical bonds in the resulting films which, in turn, determine their index of refraction.

PL

Celem pracy było wytworzenie uwodornionych powłok węglikoazotku krzemu (SixNyCz:H) i zbadanie ich składu, struktury oraz właściwości optycznych. Materiały te są planowane jako składnik o wysokiej wartości współczynnika załamania światła (n) filtra optycznego z gradientem tego współczynnika. Składnikiem o małym współczynniku n będzie w tym układzie powłoka SiOxCy:H. Przejście od jednego materiału do drugiego będzie można uzyskać przez zmianę składu gazowej mieszaniny reakcyjnej z NH3/N2 na O2, przy zachowaniu stałego przepływu par prekursora krzemorganicznego. W pracy jako związek wyjściowy dla krzemu wykorzystano heksametylodisilazan (HMDSN). Do wytwarzania tego typu powłok metodą RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Desposition) najczęściej jest stosowany silan (SiH4). Ze względu na to, że jest to gaz wybuchowy doskonałą alternatywę dla tego prekursora stanowią związki krzemoorganiczne. We wcześniejszych badaniach autorów nad powłokami SixNyCz otrzymanymi z HMDSN, w optymalnych warunkach nanoszenia warstw uzyskano współczynnik n na poziomie 1,9. Głównym powodem tak małej wartości n była pozostałość ugrupowań węglowych w strukturze powłoki pochodzących od zastosowanego związku wyjściowego. Z punktu widzenia przyszłych zastosowań tych powłok jest to stanowczo za mała wartość. Z tego powodu zostały podjęte próby zwiększenia wartości współczynnika n przez dodawanie do mieszaniny reakcyjnej wodoru.

11

A stack multilayer high reflectance optical filter produced on polyester substrate with the PECVD technique

45%

Kowalski J. , Szymanowski H. , Sobczyk-Guzenda A. , Gazicki-Lipman M.

|

12

Cienkie warstwy dwutlenku tytanu o właściwościach bakteriobójczych aktywowane światłem UV

38%

Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H. , Jakubowski W. , Rylski A. , Klimek L. , Uznański P. , Gazicki-Lipman M.

Inżynieria Materiałowa

|

2006

|

tom Vol. 27, nr 5

1228-1231

PL

W pracy scharakteryzowano właściwości bakteriobójcze warstw tlenku tytanu (IV) nałożonych za pomocą metody chemicznego osadzania z fazy gazowej w plazmie niskotemperaturowej. Jako podłoża wykorzystano płytki szklane oraz krzemowe. Warstwy były syntetyzowane przy różnych mocach wyładowania jarzeniowego oraz przy różnych czasach nakładania. Z przeprowadzonych badań bakteriobójczości warstw wynika, że właśnie te dwa parametry mają zasadniczy wpływ na fotokataliczną zdolność do dezaktywacji komórek bakterii. Jako szczep wzorcowy wykorzystano bakterie Escherichia coli DH5 a. W pracy tej przedstawione zostały zależności grubości warstw od podstawowych parametrów nakładania. Struktura chemiczna była badana z wykorzystaniem spektrometrii w podczerwieni FTIR. Dla warstwy wykazującej największą efektywność fotokatalityczną została wykonana analiza składu metodą spektroskopii elektronów Augera. Przedstawiono także zdjęcia mikroskopowe warstwy charakteryzującej się największą i najmniejszą bakteriobójczością.

EN

This work presents bacteridical properties of titanium (IV) oxide films deposited with the low temperature plasma enhanced chemical vapour deposition method. The glass and silicon plates were used as substrates. The films were synthesized at the different power of glow discharge and at the different deposition time. According to the results, these parameters have fundamental influence on the photocatalitical ability to inactivate bacterial cells. As a model system, a bacterial strain Escherichia coli DH5a was used. In this work, the dependences of films thickness on the RF power of their deposition and on the deposition time, as well as their Fourier Transform Infrared FTIR spectra of the films are shown. For the films characterized the best photocatalytical activity, composition analysis by was carried out by means of Auger Electron Spectroscopy. Microscopic images of the films, which have the best and the worst bacteridical properties, are also presented.

13

Parylene coatings on biological specimens

38%

Nosal A. , Zydorczyk A. , Sobczyk-Guzenda A. , Głuchowski L. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2009

|

tom Vol. 37, nr 2

442-447

EN

Purpose: of this paper is show how parylene coatings can protect biological specimens. Design/methodology/approach: Parylene technology is a process, in which a thin polymer film of a very uniform thickness is deposited onto the entire surface of any object placed in the reactor. The polymer, either poly-para-xylylene or one of its ring substituted derivatives, is characterized by excellent mechanical and dielectric [1] as well as barrier [2] properties, at the same time being transparent in the entire visible range of radiation. The process takes place at room temperature, which permits to use virtually any material as substrate. Findings: The following work reports results of parylene application to the conservation of such natural objects, as Pieris brassicae butterflies, Pygocentrus piranya pirania fish and Quercus L. oak leaves. The number of specimens was always divided in two, of which one part was coated with 4 micrometers of Parylene C while the other remained uncoated as a reference sample. All the specimen were then placed on the surface of garden soil and kept there at constant temperature of 37°C and constant humidity of 75%, where their disintegration was followed by means of optical microscopy. After several months of staying under these conditions all the coated specimens were intact remaining their full integrity and colors. In contrast to that, the uncoated fish began to decompose after nine days, the uncoated butterflies after twenty one days and uncoated leaves after three months. Practical implications: A very tight deposition, at room temperature of such a coating onto practically any object obviously focuses an attention of conservators of both natural and cultural human heritage [3-6]. Probably the most important advantage of this technology is its extraordinary penetration ability. When coating a fabric, for instance, this feature allows one to deposit parylene film onto single fibers, leaving open space in-between and simultaneously reinforcing the knots. This is the reason why parylene technology is most often used in the conservation of paper [5] and silk [6]. Originality/value: The originality of present investigation is in application of parylene coatings. The method should be interest for the conservation applications.

14

Thin SixNyCz films deposited from hexamethyldisilazane by RF PECVD technique for optical filter applications

38%

Oleśko K. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M. , Balcerzak J. , Szymański W. , Pawlak W. , Sobczyk-Guzenda A.

|

tom Vol. 36, No. 1

56--68

EN

This work initiates a series of reports aimed at a construction of rugate optical filters based on silicon rich materials of alternating gradients of refractive index n with the help of plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique, The idea is to start deposition of high refractive index SixNy type of material using hexamethyldisilazane (HMDSN) vapor and nitrogen rich atmosphere, and then to gradually replace nitrogen with oxygen in that atmosphere in order to lower n down to a minimum characteristic of SixOy type of material. A return to initial gas composition should increase the index back to its maximum. In the present work, thin SixNyCz films were synthesized from a mixture of HMDSN vapor with gaseous NH3 and N2. The effect of NH3/N2 ratio on the coating morphology, its elemental composition, chemical bonding and optical properties was studied using scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, ultra-violet absorption spectroscopy and variable angle spectroscopic ellipsometry. The results show that films of the highest index of refraction and the lowest extinction coefficient have been deposited from the gas mixture containing 90 % of ammonia. These coatings are also characterized by the lowest carbon and the highest nitrogen contents.

15

Nowe biodegradowalne materiały oparte na plazmowej modyfikacji skrobi

38%

Kaczmarek M. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M. , Klimek L. , Woźniak B. , Jóźwiak J.

Inżynieria Biomateriałów

|

2005

|

tom R. 8, nr 43-44

5--8

PL

Praca ta przedstawia zastosowanie skrobi ziemniaczanej jako napełniacza w celu wytworzenia materiałów kompozytowych z wysokiej gęstości polietylenem. Należy przypuszczać, że nastąpi poprawa mieszalności skrobi z polietylenową matrycą, po procesie modyfikacji skrobi i jej powierzchnia stanie się bardziej hydrofobowa. W tym celu został zastosowany obrotowy reaktor plazmowy w.cz. do powierzchniowej modyfikacji ziaren skrobi. Reaktor w.cz. jest układem pojemnościowo sprzężonym, wykorzystującym zewnętrzne elektrody i metan (CH4) jako gaz roboczy. Pomiary wysokości kapilarnego wzniesienia wody były wykonane w celu oceny właściwości hydrofilowych powierzchni ziaren. Skrobia po modyfikacji w wyładowaniu jarzeniowym z użyciem metanu, posiada znaczną zmianę właściwości powierzchniowych, które są bardziej hydrofobowe - proces modyfikacji potrafi kilkukrotnie obniżyć efekt kapilarnego wzniesienia cieczy.

EN

The work presents an application of potato starch as a filter in a fabrication of a composite material with high density polyethylene. It had been assumed that, in order to improve miscibility of starch with polyethylene matrix, its surface should be made more hydrophobic. Therefore, radio frequency plasma rotary reactor has been applied to the surface modification of grains of starch. The RF system is capacitively coupled, it utilizes external electrodes and methane (CH4) is used as working medium. Measurements of a height of water capillary rise have been applied to assess the hydrophilic properties of the grain surface. Starch, when modified with methane RF glow discharge, possesses considerably altered surface properties, being more hydrophobic - the modification process is able to lower capillary rise effect several times.

16

Napełniacze wspomagające proces foto-bio-degradacji medycznych odpadów polimerowych

38%

Sobczyk-Guzenda A. , Kaczmarek M. , Grzywacz J. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M. , Woźniak B.

Engineering of Biomaterials

|

2012

|

tom Vol. 15, no. 116-117 spec. iss.

62--65

PL

W niniejszej pracy został omówiony sposób plazmo-chemicznej modyfikacji napełniaczy do foto-bio-degradowalnych materiałów kompozytowych. W tych materiałach polimer syntetyczny będzie stanowił matrycę, natomiast napełniaczami będą polimer naturalny (skrobia) oraz ditlenek tytanu (TiO2), które mają za zadanie znacznie przyśpieszyć proces degradacji matrycy. Ponadto założono, że w okresie użytkowania taki kompozyt będzie wykazywał właściwości fotokatalityczne wzbudzane światłem z zakresu UV-B. W pracy został opisany wpływ modyfikacji powierzchniowej napełniaczy na ich właściwości fizyko-chemiczne. Do oceny zwilżalności skrobi wykorzystano zjawisko kapilarnego wniesienia wody. W celu określenia zmian stopnia usieciowienia została wykonana analiza spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR).

EN

A method of plasma chemical modification of fillers for photo-bio-degradable composite materials is described. In these materials, a synthetic polymer constitutes a matrix, with the fillers being natural polymer (starch) and titanium dioxide (TiO2), both aimed at a substantial quickening of the matrix degradation process. It has been assumed that such a composite will exhibit photocatalytic properties, stirred by the irradiation with the UV-B light. In this work, the effect of surface modification of the filler on its physical and chemical properties is described. For the determination of starch wettability, the effect of water capillary elevation was used. An assessment of the degree of cross-linking was made on the basis of the Furrier transform infrared (FTIR) absorption analysis.

17

Bactericidal and hydrophilic plasma deposited thin TiO2 films on glass substrate

38%

Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H. , Gazicki-Lipman M. , Kowalski J. , Jakubowski W. , Halamus T.

Engineering of Biomaterials

|

2009

|

tom Vol. 12, no. 85

8--12

EN

In recent years, titanium dioxide has attracted a great deal of attention as a material for photocatalytic applications. These applications include antibacterial effect as well as photocatalytic air and water purification. Another property of TiO2 concerns a substantial increase of its surface hydrophilicity upon irradiation. The aim of this work is to investigate thin TiO2films obtained by RF PECVD technique with respect to hydrophilic and long-term bactericidal activity. Structural studies, carried out by Raman spectroscopy show that all the investigated coatings are amorphous. The films exhibit agglomerates, with their amount depending on energetic conditions of deposition. Adhesion measured by a scratch test shows that films deposited at higher RF power adhere better than those synthesized at lower power values. UV irradiation causes death of nearly 100% of Escherichia coli population on TiO2films. The irradiated films are still active for about 30 min after the end of UV exposure. A substantial decrease of water contact angle is also observed upon the irradiation of the films with UV light.

18

Plazmochemiczny sposób modyfikacji skrobi ziemniaczanej

38%

Kaczmarek A. , Sobczyk A. , Gazicki-Lipman M. , Szymanowski H. , Klimek L. , Bieliński D.

Inżynieria Biomateriałów

|

2004

|

tom R. 7, nr 35-36

77-82

PL

Do powierzchniowej modyfikacji skrobi ziemniaczanej, polegającej na hydrofobizacji jej ziaren, zastosowany został obrotowy reaktor plazmochemiczny (PECVD) wysokiej częstotliwości. Czynnikami roboczymi użytymi w procesie modyfikacji był metan lub mieszanina tetrametylosilanu i argonu (TMS/Ar). Wydajność procesu hydrofobizacji badana była w zależności od takich parametrów procesu jak: typ gazu roboczego, szybkość przepływu gazu, wyjściowa moc wyładowania jarzeniowego.

EN

A rotating Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) reactor has been used for surface modification of potatoe starch, aimed at the hydrophobization of its grains. Two working media, such a tetramethylsilane (TMS)/argon mixture or methane have been used as working media. The results of the efficiency of surface hydrophobization of potatoe starch grains, as a function of such process parameters as: type of working gas, gas feed-in rate and RF power input are presented in this work.

19

Bactericidal properties of Cu doped TiO2 films deposited on medical stainless steel

38%

Sobczyk-Guzenda A. , Owczarek S. , Jakubowski W. , Jędrzejczak A. , Gazicki-Lipman M. , Szymanowski H.

Engineering of Biomaterials

|

2017

|

tom Vol. 20, no. 143 spec. iss.

75

20

Aktywność antybakteryjna domieszkowanych srebrem powłok TiO2 wytwarzanych metodą RF PECVD

38%

Owczarek S. , Sobczyk-Guzenda A. , Szymanowski H. , Volesky L. , Jakubowski W. , Gazicki-Lipman M.

Engineering of Biomaterials

|

2014

|

tom Vol. 17, no. 128-129

64--66

PL

W ramach pracy wykorzystano metodę RF PECVD (Radio Frequency Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition) do wytworzenia powłok TiO2-Ag. Domieszkowanie ditlenku tytanu srebrem miało na celu intensyfikację właściwości fotokatalitycznych i bakteriobójczych wykazywanych przez ten materiał. Związkiem wyjściowym jonów srebra był acetyloacetonian srebra. Kontrola jego temperatury umożliwiła wytworzenie na podłożach krzemowych powłok o różnej zawartości srebra. Ze względu na to, że korzystny wpływ jonów srebra na powłokę TiO2 występuje przy ich niskim stężeniu, sterowano temperaturą sublimatora w taki sposób aby zawartość Ag w powłoce nie przekraczała kilku procent. Tak wytworzone powłoki zbadano na spektrometrze EDX (Energy Dispersive X-Ray) pod kątem składu chemicznego. Analiza wyników dostarcza informacji o wprost proporcjonalnym wzroście udziału atomów Ag do wzrostu temperatury ich związku wyjściowego. Po naświetleniu powłok światłem z zakresu UV określono wartość fotozwilżalności przez wodę oraz przeżywalności bakterii E. coli na ich powierzchni. Z badań kąta zwilżania wynika, że zaledwie kilkuminutowe naświetlanie promieniowaniem UV może wystarczyć do uzyskania przez powłokę właściwości superhydrofilowych. Najsilniejszą zwilżalność powierzchni wykazuje powłoka o najmniejszej zawartości srebra (0,03%). W przypadku badań bakteriobójczych czas naświetlania (2 lub 4 min.) promieniowaniem UV nie wpływa w sposób istotny na wartość przeżywalności bakterii. Bardziej istotnym czynnikiem jest zawartość srebra w powłoce - zbyt duża ilość powoduje obniżenie właściwości bakteriobójczych.

EN

In present work RF PECVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition) technique was used to prepare TiO2-Ag coatings. The purpose of preparing silver doped titanium dioxide coatings was to step up photocatalytic and antibacterial properties of this substance. Silver acetylacetonate was the precursor of silver ions. Thanks to temperature control it was possible to prepare coatings of different Ag contain at silicon substrates. The temperature was controlled so that not to exceed a few percentage amount of silver in the coating, because its favourable influence on TiO2 coatings exists when concentration of silver ions is low. Coatings were examined under EDX (Energy Dispersive X-Ray) spectrometer to check atomic contain of elements. The results show that the percentage of Ag atoms increases directly proportionally to the temperature increase of its precursor. After exposition to UV radiation the water photo hydrophillic and bactericidal properties of coatings were measured. The water contact angle measurements have shown that super hydrophillic properties were obtained just after few minutes of UV radiation exposition. The coating of lowest silver contain (0,03%) exhibit the lowest water contact angle. In case of bactericidal studies the time of UV radiation (2 or 4 minutes) does not influence much the bacteria survival rate. Silver content is a more important factor - to big amount causes decreasing of antibacterial properties of the coating.