Önszerveződő hibrid filmek előállítása nanoszerkezetű anyagokból  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »
 

Projekt adatai

  
azonosító
73307
típus K
Vezető kutató Dékány Imre
magyar cím Önszerveződő hibrid filmek előállítása nanoszerkezetű anyagokból
Angol cím Preparation of self-assembled hybrid films from nanostructured materials
magyar kulcsszavak nanoszerkezetű anyagok, nanofilmek, optikai tulajdonságok, szenzorok
angol kulcsszavak nanostructured materials, nanofilms, optical properties, sensors
megadott besorolás
Fizikai kémia és elméleti kémia (Műszaki és Természettudományok Kollégiuma)100 %
Ortelius tudományág: Fizikai kémia
zsűri Kémia 1
Kutatóhely Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék (Szegedi Tudományegyetem)
résztvevők Kőrösi László Tamás
Kun Róbert
Majzik Andrea
Patakfalvi Rita
Szabó Tamás
Szekeres Márta
Varga Viktória
Veres Ágnes
projekt kezdete 2008-04-01
projekt vége 2012-04-30
aktuális összeg (MFt) 27.491
FTE (kutatóév egyenérték) 7.87
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Önszerveződő hibrid nanofilmek előállítását, szerkezeti elektromos és optikai tulajdonságait vizsgáljuk különböző nanorészecskékből felépíthető ultravékony rétegekben. Szabályozott méretű arany, ezüst valamint arany-ezüst ötvözetekből preparált nanorészecskék szintézisét valósítjuk meg, majd azok felületét funkcionalizáljuk annak érdekében, hogy a hibrid rétegekbe beépíthetők legyenek. Szabályozott méretű félvezetőket (ZnO, ZnS, CdS, TiO2, SnO2) szintetizálunk, amelyeknek fotoelektromos tulajdonságait vizsgáljuk. A félvezetők felületét is funkcionalizáljuk, ill. átmeneti fémekkel dópoljuk. A hibrid rétegek további komponensei lehetnek polimerek, polipeptidek és fehérjék. A nanohibrid rétegek előállítása céljából különböző, az önszerveződő rétegek preparálására alkalmas technikákat dolgozunk ki. Mágneses nanorészecskéket építünk be ultravékony grafit rétegekbe, amelyek vezetési tulajdonságait szabályozni kívánjuk. A rétegek vizsgálatához az XRD, AFM és a TEM vizsgálatok mellett felületi plazmon spektroszkópiát, kvarckristály mikromérletegeket és az adszorpció kétdimenziós követésére optikai hullámvezető spektroszkópiát használunk. A nanorészecskéken történő protein adszorpciót termodinamikailag is jellemezni kívánjuk, ezért az aggregációt és dezaggregációt mikrokalorimetriás módszerrel is követjük. A nanohibrid filmeket optikai és amperometriás szenzorok előállításához kívánjuk felhasználni, amelyekhez intedigitális szenzorokat fejlesztünk ki. Ezek a szenzorok alkalmassá tehetők a felületi rétegben kötött proteinek szerkezetében bekövetkező szerkezeti változások detektálására, valamint az aggregációt befolyásoló gyógyszerek hatásának ellenőrzésére.
angol összefoglaló
Preparation, structure, electronic and optical properties of self-assembled hybrid nanofilms will be investigated in ultrathin layers built from different nanoparticles. Nanoparticles of controlled size will be synthesized from gold, silver and gold/silver alloys, followed by their surface functionalization in order to be incorporated in the hybrid layers. Semiconductors (ZnO, ZnS, CdS, TiO2 and SnO2) of controlled size will also be prepared and their photoelectronic properties will be investigated. Besides functionalization, their surface will also be doped with transitional metals. Further components of the hybrid layers may be polymers, polypeptides and proteins. Techniques for the deposition of self-assembled nanohybrid layers will be elaborated. Magnetic nanoparticles will be incorporated in ultrathin graphite layers. The conductivity of the as-prepared films should be tuned by partial reduction of the GO particles. X-ray diffraction, quartz crystal microbalance, surface palsmon resonance spectroscopy, atomic force microscopy and transmission electron microscopy will be used for the study of films, while the optical waveguide lightmode spectroscopy will be invoked for the two-dimensional monitoring of the adsorption. We aim at the thermodynamic characterization of the adsorption of proteins on the nanoparticles: aggregation/disaggregation will be followed by microcalorimetry. The nanohybrid films will be tested as optical and amperometirc sensors. For the latter, sensing devices containing interdigital electrodes will be developed. These sensors are envisioned to be capable for the detection of structural changes of the proteins bound at the surface. They are also expecdted to control the effect of the drugs that influence the aggregation of proteins.




 

Zárójelentés

  
kutatási eredmények (magyarul)
Önszerveződő hibrid nanofilmek előállítását, szerkezeti és optikai tulajdonságait vizsgáltuk különböző kolloidokból felépíthető ultravékony rétegekben. Funkcionált felületű nanorészecskékből szabályozott szerkezetű nanohibrid ultravékony filmeket készítettünk. A félvezető-oxidok közül a cink-oxid részecskéket alkalmaztuk önszerveződő filmek építéséhez és szenzorok előállításához. Réteges szerkezetű nanolamellás rendszerek kiváló önszerveződő tulajdonságokkal rendelkeznek a lamellák anizometrikus dimenziói miatt. A hibrid rétegek további komponensei lehetnek polimerek, peptidek és fehérjék is. Az önrendeződés folyamatát kétdimenziós kísérletekben Langmuir-mérleggel is követtük és jellemeztük a filmek kompresszibilitását. Az ezüst plazmonikus tulajdonságait kihasználva a látható fényben gerjeszthető fotokatalizátorokat készítettünk és azok hatékonyságát fotooxidációs reakciókkal minősítettük. Kvázi-kétdimenziós optikai reflexiós spektroszkópiával tanulmányoztuk a hidrofil és hidrofób nanohibrid filmeket. Funkcionalizált arany részecskékkel gőzök adszorpciójára szenzitív interdigitális szenzorokat fejlesztettünk ki. Aminosavak funkcionalizáló hatását tanulmányoztuk, és a plazmonikus anyagok felületén bekövetkező szorpciós folyamatok alkalmasak az ezüst valamint az arany nanorészecskék felületén megkötött biokolloidok tulajdonságainak optikai jelzésére. Ez a módszer kifejleszthető gyógyszer hatóanyagok megkötésének kvantitatív detektálására protein szupramolekulákra.
kutatási eredmények (angolul)
Structural and optical properties of self-assembled hybrid nanofilms prepared from different colloids were investigated. The nanohybrid ultrathin films with tailored structure were prepared from functionalized nanoparticles. Semiconductor metal oxide (zinc oxide) nanoparticles were applied for the construction of self assembled films for sensor application. The layered structured nanolamellar systems exhibit excellent self assembled properties because of the anisometric dimensions of the lamellae. Further components of the hybrid layers may also involve polymers, peptides and proteins as well. The self-assembly process was controlled by two dimensional Langmuir-balance measuring the compressibility of the films. The plasmonic properties of silver were exploited for photocatalysis. The catalysts can be excited in visible light and their efficiency in photooxidation reactions was determined. Quasi-two dimensional optical reflection spectroscopy on hydrophilic and hydrophobic nanohybrid films were studied using setup developed in our laboratory. Gold nanoparticles were deposited on interdigital sensor surfaces measuring the vapours adsorption. The effect of surface functionalization by amino acids were also studied. The sorption processes are able to modify the optical signal on the surface of plasmonic materials for biocolloids on plasmonic surfaces. This method can be developed for quantitative characterization of pharmaceutical drug materials binding on supramolecules.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=73307
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

  
Edit Pál, Albert Oszkó, Petra Mela, Martin Möller, Imre Dékány:: Preparation of hexagonally aligned inorganic nanoparticles from diblock copolymer micellar systems, Colloid Surface A Physicochem. Eng. Aspects 331, 213-219, 2008
Edit Pál, Torben Seemann, Volker Zöllmer, Matthias Busse, Imre Dékány: Hybrid ZnO/polymer thin films prepared by RF magnetron sputtering, Colloid. Polym. Sci., 287, 481-485, 2009
Edit Pál, Dániel Sebők, Viktória Hornok, Imre Dékány: Structural, optical and adsorption properties of ZnO2/poly(acrylic acid) hybrid thin porous films prepared by ionic strength controlled layer-by-layer method, J. Colloid Interf. Sci., 332, 173-182, 2009
L. Janovák, J. Varga, L. Kemény and I. Dékány:: Swelling properties of copolymer hydrogels in the presence of montmorillonite and alkylammonium montmorillonite., Appl .Clay Sci. 43, 260-270., 2009
D. Sebők, T. Szabó, I. Dékány:: Optical properties of zinc peroxide and zinc oxide multlayer nanohybrid films., Applied Surface Sci., 255, 6953-6962., 2009
J. Ménesi, R. Kékesi, A. Oszkó, V. Zöllmer, T. Seemann, A. Richardt and I. Dékány:: Photocatalysis on silver-layer silicate /titanium dioxide composite thin films at solid/vapour interface., Catalysis Today, 144, 160-165., 2009
E. Pál, V. Hornok, A. Oszkó, I. Dékány:: Hydrothermal synthesis of prism-like and flower like ZnO indium-doped ZnO structures., Colloids and Surfaces A., 340, 1-9., 2009
L. Janovák, J. Varga, L. Kemény and I .Dékány:: The effect of surface modification of layer silicates on the thermoanalitical properties of poly(NIPAAm-co-AAm) based composite hydrogels, J. Thermal Anal. and Calorimetry, 98, 485-493., 2009
E. Pál, T. Seemann, V. Zöllmer, M. Busse, I. Dékány:: Hybrid ZnO/polymer thin films prepared by RF magnetron sputtering, Colloid and Polymer Sci., 287, 481-485., 2009
E. Pál, D. Sebők, V. Hornok and I. Dékány:: Structural, optical and adsorption properties of ZnO2/poly(acrylic acid) hybrid thin porous films prepared by ionic strength controlled layer-by-layer method., J .of Colloid and Interface Sci., 332, 173-182., 2009
J. Ménesi, R.Kékesi, V. Zöllmer, T. Seemann, A. Richardt and I. Dékány:: Photooxidation of ethanol on Cu-layer silicate/TiO2 composite thin films, React. Kinet. Calal. Lett., 96(2), 367-377., 2009
K. Nagy and I. Dékány:: Preparation of nanosize cerium oxide particles in W/O microemulsions., Colloids and Surfaces A., 345, 31-40., 2009
R. Kun, M. Szekeres and I. Dékány:: Isothermal titration calorimetric studies of the pH induced conformational changes of bovine serum albumin., J. Thermal Anal. and Calorimetry, 96, 1009-1017., 2009
A. Majzik, R. Patakfalvi, V. Hornok and I. Dékány:: Growing and Stability of Gold Nanoparticles and their Functionalization by Cysteine, Gold Bulletine, 42, (2) 113-123., 2009
R. Kun, S. Tarján, A. Oszkó, T. Seemann, V. Zöllmer, M. Busse and I. Dékány:: Preparation and characterization of mesoporous N-doped and sulfuric acid treated anatase TiO2 catalysts and their photocatalytic activity under UV- and Vis illumination., J. Solid State Chem. 182, 3076-3084., 2009
Alexandr V. Talyzin, Tamás Szabó, Imre Dékány, Falko Langenhorst, Petr S. Sokolov and Vladimir L. Solozhenko:: Nanocarbons by High-Temperature Decomposition of Graphite Oxide at Various Pressures, Journal of Physical Chemistry C. 113, 11279-11284., 2009
T. Szabó, J. Wang, A.Volodin, Ch. van Haesendonck, I. Dékány and R. A. Schoonheydt:: AFM study of smectites in hybrid Langmuir-Blodgett films: saponite, Wyoming bentonite, hectorite and laponite., Clays and Clay Minerals 57, 706-714. (2009) IF: 1.171, 2009
A.V. Talyzin, B.Sundquist, T. Szabó, I. Dékány and V. Dmitriev:: Pressure-induced insertion of liquid alcohols into graphite oxide structure., Journal of the American Chemical Society 131, 18445-18449. (2009) IF: 8.091, 2009
T. Szabó, V. Hornok, R. A. Schoonheydt, I. Dékány:: Hybrid Langmuir-Blodgett monolyers of graphite oxide nanosheets., Carbon, 48: pp. 1676-1680., 2010
Sz. Papp, L. Körösi, B. Gool, T. Dedeichs, P. Mela, M. Möller, I Dékány:: Formation of gold nanoparticles in diblock copolymer micelles with various reducing agent., J. Thermal Anal. and Calorimetry, 101, 865-872., 2010
R. Kun, L. Kis and I. Dékány:: Hydrophobization of bovine serum albumin with cationic surfactants with different hydrophobic chain length., Colloids and Surfaces B., 79, 61-68., 2010
N. Ábrahám and I. Dékány:: Size-dependent photoluminescence properties of bare ZnO and polyethylene imine stabilized ZnO nanoparticles and their Langmuir-Blodgett films., Colloids and Surfaces A. , 364, 26-33., 2010
L. Körösi Sz.Papp, Sz. Beke, A. Oszkó, I. Dékány:: Effects of phosphate modification ont he structure and surface properties of ordere mesoporous SnO2 ., Microporous an Measoporous Materials, 134, 79-86., 2010
L.Kőrösi, Sz. Papp and I. Dékány :: A Layered Titanium Phosphate TiO3(H2PO4)(2)center dot 2H(2)O with Rectangular Morphology: Synthesis, Structure, and Cysteamine Intercalation., Chem. Mater , 22(15), 4356-4363., 2010
E. Pál, V. Hornok, D. Sebők, A. Majzik, and I. Dékány:: Optical and structural properties of lysosime/gold hybrid bio-nanofilms prepared by layer-by-layer method., Colloids and Surfaces B., 79, 276-283., 2010
D. Sebők and I. Dékány:: Optical,structural and adsorption properties of zinc peroxide/hydrogel nanohybrid films., Applied Surface Sci., 256, 5349-5354., 2010
A. Majzik, L. Fülöp, E. Csapó, D. Sebők, ,T.Martinek, F. Bogár, B. Penke and Imre Dékány:: Functionalisation of gold nanoparticles with amino acide, β-amyloid peptides and fragment., Colloids and Surfaces B. 81, 235-241., 2010
L. Janovák, I.Dékány:: Optical properties and electric conductivity of gold nanoparticle-containing, hydrogel-based thin layer composite films obtained by photopolymerization., Applied Surface Science 256:(9) pp. 2809-2817., 2010
T. Aradi, V. Hornok and I. Dékány:: Layered double hydroxides for ultrathin hybrid film preparation using layer-by-layer and spin coating methods, Colloids and Surfaces, 319, 116-121,, 2008
Kőrösi L., Sz. Papp, J. Ménesi, E. Illés, V. Zöllmer, A. Richardt, I. Dékány:: Photocatalytic activity of silver-modified titanium dioxide at solid–liquid and solid–gas interfaces, Colloids and Surfaces A, 319, 136-142, 2008
Ménesi J., R. Kékesi, L. Körösi, V. Zöllmer, A. Richardt, I. Dékány:: The effect of transition metaldoping on the photooxidation process of titania-clay composites, Int. J. of Photoenergy, Vol. 2008, Article ID 846304, 9 p., 2008
N. Molnár Vörös, R. Patakfalvi, and I. Dékány:: Alkylthiol-functionalized gold nanoparticles for sensing organic vapours: the connection among the adsorption isotherm and the sensor resistance, Colloids and Surfaces A., 329, 205-210,, 2008
E. Pál, I. Dékány:: Structural, optical and photoelectric properties of indium-doped zinc oxide nanoparticles prepared in dimethyl sulphoxide., Colloids and Surfaces A 318, 141-150,, 2008
D. Sebők, K. Szendrei, T. Szabó and I. Dékány:: Optical properties of zinc oxide ultrathin hybrid films on silicon wafer prepared by layer-by-layer method., Thin Solid Films 516, 3009-3014,, 2008
K. Mogyorósi, N. Balázs, D.F. Srankó, E. Tombacz, I. Dékány, A.Oszkó, P. Sipos, A. Dombi:: The effect of particle shape ont he activity of nanocristalline TiO2 photocatalysts in phenol decomposition. Part.3: The importance of surface quality., Appl. Catalysis B., 96, 577-585,, 2010
T. Bujdosó, V. Hornok and I. Dékány:: Thin films of layered double hydroxide and silver-doped polystyrene particles., Appl Clay Sci. 51, 241–249., 2011
L. Kőrösi Sz. Papp, I. Dékány :: Preparation of transparent conductive indium tin oxide thin films from nanocrystalline indium tin hydroxide by dip-coating method, Thin Solid Films, 519 (10), 3113-3118,, 2011
S. Beke, L. Kőrösi, K. Sugioka, K Midorikawa, I. Dékány:: Three-dimensionally embedded indium tin oxide (ITO) films in photosensitive glass: a transparent and conductive platform for microdevices., Applied Physics A, Materials Scienece and Processing, 102 (2) 265-269,, 2011
D.G. Fatouros, K. Power, O. Kadir, I. Dékány, S.N. Yannopoulos, N. Spyros N. Bouropoulos, A.Bakandritsos, M.D.Antonijevic, G.D. Zouganelis, M. Roldo :: Stabilisation of SWNTs by alkyl-sulfate chitosan derivatives of different molecular weight: towards the preparation of hybrids with anticoagulant properties., Nanoscale, 3 (3), 1218-1224,, 2011
V. Hornok, T. Bujdosó, J. Toldi, K. Nagy, I. Demeter, C. Fazakas, I. Krizba3, L. Vécsei and I. Dékány :: Preparation and properties of nanoscale containers for biomedical application in drug delivery: preliminary studies with kynurenic acid., J. of Neural Transmission 119, 115-121,, 2011
L. Janovák, Á. Veres, T. Bujdosó, T. Rica , E. Fodor, Sz. Tallósy, N. Buzás , E. Nagy , andI. Dékány:: Silver and phosphate functionalized reactive TiO2/polymer nanocomposite films for destructions resistent bacteria using visible light., J. of Advanced Oxidation Technology, 15, 205-216, 2011
N. Ábraham, D. Sebők, Sz. Papp, L. Kőrösi, I. Dékány:: Two-dimensional arrangement of monodisperse ZnO particles with Langmuir-Blodgette technique., Colloid and Surfaces A, 384 , 80-89,, 2011
Á. Veres, T. Rica, L. Janovák , M. Dömök , N. Buzás , V. Zöllmer , T. Seemann , A. Richardt and I. Dékány:: Silver and gold modified plasmonic TiO2 hybrid films for photocatalytic decomposition of ethanol under visible light ., Catalysis Today, 181, 156-162,, 2012
L. Kőrösi Sz. Papp Sz. Beke B. Petz, R.Horváth, P. Pertik, E. Agócs, I. Dékány:: Highly transparent ITO thin films on photosensitive glass: sol-gel synthesis, structure, morphology and optical properties, Applied Physics A, Materials Scienece and Processing, 107, (2) 385-392,, 2012
L. Kőrösi, Sz. Papp, A. Oszkó Albert, I. Dékány:: Low-temperature sintering behavior of nanocrystalline indium tin oxide prepared from polymer-containing sols., Materials Research Bulletin, 47 (4), 933-940,, 2012
B.Streszewski, W. Jaworski, K. Paclawski, E. Csapó, I. Dékány :: Gold nanoparticles formation in the aqueous system of gold(III) chloride complex ions and hydrazine sulfate-Kinetic studies ., Colloid and Surfaces A, 397 , 63-72,, 2012
Yang Ying-Ying; E. Csapó, Zhang Yong-Liang, F. Süssmann, S.L. Stebbings, Xuan-Ming Duan, Zhen-Sheng Zhao, M, Kingl, I. Dékány :: Optimization of the Field Enhancement and Spectral Bandwidth of Single and Coupled Bimetal Core-Shell Nanoparticles for Few-Cycle Laser Applications, Plasmonics, 7 (1) 99-106,, 2012
Á.Mastalir, T. Szabó, Z. Király, I. Dékány:: Synthesis and catalytic investigation of organophilic Pd/graphite oxide nanocomposites, Catalysis Communications, 17 , 104-107,, 2012
L.Kőrösi, Sz. Papp E. Csapó V. Meynen, P. Cool, I. Dékány:: A short solid-state synthesis leading to titanate compounds with porous structure and nanosheet morphology ., Microporous and Mesopopous Materials 147 (1) 53-58,, 2012
G. Bohus, V. Hornok, A. Oszkó, A. Vértes, E. Kuzmann, I. Dékány:: Structural and luminescence properties of Y2O3:Eu3+ core-shell nanoparticles, Colloids and Surfaces A, 405. 6-13., 2012
E. Csapó, R. Patakfalvi, V. Hornok, L.T. Tóth, Á. Sipos, Á. Szalai, M. Csete, I. Dékány:: Effect of pH on stability and plasmonic properties of cysteine-functionalized silver nanoparticle dispersion, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 98. 43-49., 2012




 

Projekt eseményei

  
2010-04-12 15:45:28
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Kolloidkémiai Tanszék (Szegedi Tudományegyetem), Új kutatóhely: Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék (Szegedi Tudományegyetem).
2010-03-16 17:35:14
Résztvevők változása



vissza »