Preparation of functionalized nanostructured thin layers by wet colloid chemical methods  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49156
Type K
Principal investigator Hórvölgyi, Zoltán
Title in Hungarian Speciális tulajdonságokkal rendelkező nanostrukturált vékonyrétegek előállítása nedves kolloidkémiai eljárásokkal.
Title in English Preparation of functionalized nanostructured thin layers by wet colloid chemical methods
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Department of Physical Chemistry and Materials Science (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Agod, Attila Péter
Bódiss, János
Deák, András
Hild, Erzsébet
Kálmán, Erika
Nagyné Naszályi, Lívia
S. Nagy, Éva
Tolnai, Gyula
Torma, Viktória
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 9.650
FTE (full time equivalent) 10.76
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Eljárásokat fejlesztettünk ki nanostrukturált, anorganikus (SiO2, ZnO, TiO2) vékonyrétegek különböző anyagú (fém, szilícium, üveg, kvarc) hordozók felületén történő előállítására. Tanulmányoztuk ezeknek a bevonatoknak optikai, fotokatalitikus, valamint nedvesedési tulajdonságait. Igazoltuk, hogy a vékonyrétegek multifunkcionalitása a szerkezet és összetétel megfelelő tervezésével kialakítható. Pásztázó szögű reflektometriai, valamint UV-Vis spektroszkópiai módszereken alapuló optikai modelleket fejlesztettünk ki a Langmuir-Blodgett-technikával előállított filmek törésmutatójának, törésmutató gradiensének és vastagságának meghatározására, amelyek közvetett információt adtak a filmek szerkezetéről. Reflektometriai, valamint termodinamikai eljárások felhasználásával új módszereket dolgoztunk ki nanoméretű szilárd részecskék nedvesedésének (gömb-ekvivalens peremszögének) meghatározására víz-levegő határfelületen. Számítógépes szimulációt alkalmazva elemeztük a részecskék polidiszperzitásának Langmuir-filmjeik szerkezetére gyakorolt hatását, ami új ismeretekkel szolgált a határrétegbeli filmek tömörödésének mechanizmusáról. Fontos eredményeket nyertünk továbbá a szol-gél-technikával kialakított ón-dioxid filmek vastagságát és morfológiáját meghatározó paraméterekeről.
Results in English
New methods were developed for fabrication of thin coatings of inorganic (SiO2, ZnO, TiO2) nanoparticles on different (metal, silicon, glass, quartz) substrates. We studied optical, photocatalytical and wetting behaviours of the solid supported films that revealed multifunctional properties, which could be controlled by the composition and the structure of the films. Novel optical models were developed for the characterization of nanoparticulate Langmuir-Blodgett films by scanning angle reflectometry and UV-Vis spectroscopy methods. Refractive index, refractive index gradient and thickness of those transparent coatings were calculated which provided information about the film structure. Novel optical and thermodynamic approaches to the determination of sphere-equivalent contact angles of nanoparticles at water-air interface were suggested. Applying computer simulations we analyzed the effect of particle polydispersity on the structure formation of their Langmuir films that provided new findings about the mechanism of two-dimensional ordering of particles. Additionally, novel information was obtained about the experimental parameters which control the morphology and thickness of tin-dioxide sol-gel coatings.
Full text http://real.mtak.hu/1929/
Decision
Yes





 

List of publications

  
E. Hild, Z. D. Hórvölgyi: Basics of scanning angle reflectometry and application for nanoparticulate films, Sciences et techniques de l’ingénieur, (Eds.: A. Ayral and V. Rouessac), CNRS Editions (ISBN 10: 2-271-06430-9, ISBN 13: 978-2-271-06430-1), Paris, pp. 127-141, 2006
N. Nagy, A. E. Pap, A. Deák, J. Volk, E. Horváth, Z. Hórvölgyi, I. Bársony: Regular patterning of PS substrates by a self-assembled mask, physica status solidi (c) 4(6) (2007), 2021-2025., 2007
R. Cs. Tóth, N. Ábrahám, A. Deák, L. Naszályi, A. Ayral, F. Bosc, Z. Hórvölgyi: Fabrication of antireflective and self-cleaning coatings by wet colloid chemical methods (in Hungarian), Műszaki Kémiai Napok ‘2006/Conference of Chemical Engineering, Veszprém, Hungary, 2006, Abstr. 40, 2006
V. Feuillade, L. Naszályi, Z. Hórvölgyi and A. Ayral: Preparation and characterization of ZnO-based nanostructured and nanoporous thin layers, E-MRS 2005 Spring Meeting, Symposium E: Synthesis, characterization and applications of mesostructured thin layers, Strasbourg, France, Abstr. E/PI, 2005
L. Naszályi, F.-R. Bosc, A. Ayral, Z. Hórvölgyi: Multifunctional mesoporous membranes synthesized using ZnO/SiO2 core-shell nanoparticles, in Proc. (Eds.: R. Bredesen and H. Ræder) of the 9th International Conference on Inorganic Membranes (ICIM9), Lillehammer, Norway, 232-235., 2006
A. Deák, E. Hild, A. L. Kovács, Z. Hórvölgyi: Characterisation of solid supported nanostructured thin films by scanning angle reflectometry and UV-Vis spectrometry, Materials Science Forum, Vols. 537-538, 329-336., 2007
L Naszályi, V. Feuillade, A. Deák, Z. Hórvölgyi and A. Ayral: Couches minces nanocristallines d’oxyde de zinc préparées par voie sol-gel, Journée Chimie Grand Sud-Ouest de la Société Française de Chimie, Montpellier, France, 2005
Tolnai Gyula, Nagy Péter, Trif László, Kormos Fiammetta, Kálmán Erika: Nanostructured sol-gel ATO coatings: effect of preparation conditions on the nano-scale morphology, V. Országos Anyagtudományi Anyagvizsgálati és Anyaginformatikai Konferencia és Kiállítás, Balatonfüred, 2005
Gy. Tolnai, I. Felhősi, P. Nagy, E. Kálmán: Sol-gel Nanostructured Materials as Functionalized Coatings, 8th International Symposium Polymers for Advanced Technologies, Budapest, Hungary, Abstract 37., 2005
Tolnai Gyula, Nagy Péter, Trif László, Kormos Fiammetta, Kálmán Erika: Mikroszerkezetek és nanogyűrűk SnO2 vékonyrétegekben, Kutatóközponti Tudományos Napok, MTA Kémiai Kutatóközpont, Budapest, Pusztaszeri út 59-67., 2005
Gy. Tolnai, P. Nagy, T. Seszták, A. Gergely, I. Felhősi and E. Kálmán: Preparation of ZrO2 Nanostructured Coatings by Sol-Gel Method, COST Chemistry,- Action D19, „Chemical Functionality Specific to the Nanometer Scale” Nano-Chemistry Workshop, Istanbul, Turkey, 2005
N. Nagy, A. Deák, A. Hámori, M. Fried, Z. Hórvölgyi, I. Bársony: Investigation of Silica Nanoparticulate LB Films by Ellipsometry and OWLS, 20th ECIS Conference, Budapest, Abstr. P6.21, 2006
R. Tóth, L. Naszályi, J. Szira, F. Bosc, A. Ayral, Z. Hórvölgyi: Wetting Properties of Nanoparticulate Langmuir-Blodgett Films, 20th ECIS Conference, Budapest, Abstr. P6.36, 2006
Z. Hórvölgyi: Nanoparticulate Langmuir-Blodgett Films: Fabrication, Characterization and Application, 20th ECIS Conference, Budapest (invited), Abstr. 156, 2006
A. Deák, E. Hild, Z. Hórvölgyi: Estimation of contact angles from film balance and reflectometry studies of nanoparticulate films, 20th ECIS Conference, Budapest, 2006, Abstr. P6.7, 2006
F. Kormos, I. Rotariu, G. Tolnai, M. Pávai, C. Roman, E. Kálmán: The Stability of SnO2:Sb (ATO) Nanostructured Protecting, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 1, No. 3, P. 107 – 114, 2006
I Sajó, K. Papp, P. Baranyai, M. Pávai, F. Kormos, E. Kálmán: Investigations on the Eu3+ Doped SnO2 Nanopowder, Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 1, No. 4, P. 115 – 120, 2006
L. Naszályi, Florence Bosc, A. El Mansouri, A. van der Lee, D. Cot, Z. Hórvölgyi, A. Ayral: Sol-gel derived mesoporous SiO2/ZnO active coating and development of multifunctional ceramic membranes (részben kapcsolódik), Separation and Purification Technology, doi:10.1016/j.seppur.2007.07.001, 2007
Z. Hórvölgyi Z., E. Hild, A. Deák, L. Nagyné Naszályi: Transzparens nanorészecskék peremszögének meghatározása vízfelszíni rétegük törésmutatójából, in Proc. of 14th Vegyészkonferencia, Erdélyi Magyar Műszaki Tudományos Társaság, Ed.: K. Majdik, Kolozsvár, Romania, 134-137, ISSN: 1843-6293, 2008
Nagyné Naszályi Lívia: Preparation and characterization of functional nanostructured thin layers composed of silica, ZnO and core/shell silica/ZnO particles, BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék és Montpellier Egyetem II, 2008
Deák András: Nanorészecskés Langmuir- és Langmuir-Blodgett-filmek, BME Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék, 2007
N. Nagy, A. Deák, A. Hámori, Z. Hórvölgyi, M. Fried, P. Petrik, I. Bársony: Comparative investigation of Stöber silica Langmuir-Blodgett films as optical model structures, physica status solidi (a) 205 (4), 936-940, 2008
Detrich Á., Hórvölgyi Z.: Speciális optikai tulajdonságokkal rendelkező bevonatok előállítása bidiszperz nanorészecskékből, Műszaki Kémiai Napok 2008, Veszprém, Abstr. 365-366, 2008
Á. Detrich, L. Naszályi, A. Deák, A. Ayral, N. Ábrahám, Z. Hórvölgyi: Nanoparticulate coatings: fabrication and model investigations, PORANAL 2008, Debrecen, Abstr. P5, 2008
Detrich Á., Hórvölgyi Z.: Bidiszperz szilika részecskék Langmuir- és Langmuir-Blodgett-filmjei, XXXI. Kémiai Előadói Napok, Szeged, Abstr. 35, 2008
Agod Attila: Szerkezetképződés modellezése nanorészecskék Langmuir-filmjeiben, BME, Fizikai Kémia Tanszék, Budapest, 2007
I. Pászli, K.F. Csáki, Z. Hórvölgyi: On the magnitude of line tension, Progress in Colloid and Polymer Science, 135, 157-159, 2008
N. Nagy, A. Deák, Z. Hórvölgyi, M. Fried, A. Agod, I. Bársony: Ellipsometry of silica nanoparticulate LB films for the verification of the validity of EMA, Langmuir, 22, 8416-8423., 2006
S. Bordács, A. Agod, Z. Hórvölgyi: Compression of Langmuir Films Composed of Fine Particles: Collapse Mechanism and Wettability, Langmuir, 22, 6944-6950., 2006
L. Naszályi, A. Deák, E. Hild, A. Ayral, A. L. Kovács and Z. Hórvölgyi: Langmuir-Blodgett films composed of size-quantized ZnO nanoparticles: fabrication and optical characterization, Thin Solid Films 515, 2587–2595., 2006
A. Deák, B. Bancsi, A. L. Tóth, A. L. Kovács and Z. Hórvölgyi: Complex Langmuir-Blodgett films from silica nanoparticles: an optical spectroscopy study, Colloids Surfaces A: Physicochemical Eng. Asp., 278(1-3), 10-16., 2006
N. Nagy, A. E. Pap, A. Deák, E. Horváth, J. Volk, Z. Hórvölgyi, I. Bársony: Large area self-assembled masking for photonics applications, Appl. Phys. Lett., 89, pp. 063104-1 – 063104-3., 2006
A. Agod, N. Nagy, Z. Hórvölgyi: Modeling the structure formation of particulate Langmuir films: the effect of polydispersity, Langmuir, 23 (2007), 5445 - 5451., 2007
E. Hild, A. Deák, L. Naszályi, Ö. Sepsi, N. Ábrahám, Z. Hórvölgyi: Use of the optical admittance function to simulate and evaluate transmittance spectra of graded-index colloidal films, J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 9 (2007), 920-930., 2007
A. Deák, E. Hild, A. L. Kovács and Z. Hórvölgyi: Contact Angle Determination of Nanoparticles: Film Balance and Scanning Angle Reflectometry Studies, Physical Chemistry Chemical Physics (invited paper) DOI: 10.1039/b702937n, 2007
L. Naszályi Nagy, N. Ábrahám, A.L. Kovács, A. van der Lee, V. Rouessac, D. Cot, A. Ayral and Z. Hórvölgyi: oxide LB films with improved antireflective, photoactive and mechanical properties, , in Colloids for Nano- and Biotechnology, Progr. Colloid Polym. Sci. (Eds.: Z.D. Hórvölgyi and É. Kiss), Springer-Verlag, Vol. 135, 107-118, ISBN 978-3-540-85133-2, 2008
L. Naszályi Nagy, N. Ábrahám, Ö. Sepsi, E. Hild, D. Cot, A. Ayral, Z. Hórvölgyi: Complex Langmuir-Blodgett films of SiO2 and ZnO nanoparticles with advantageous optical andphotocatalytical properties, Langmuir, 24, 12575-12580, 2008



Back »