V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Nanomateriály v medicíně a elektronice Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Fakulta chemické technologie Ústav inženýrství pevných látek nano (řecky trpaslík)
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
počet publikací o syntéze, charakterizace a aplikací nanomateriálů dle ISI Web of Knowledge V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz 45000 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006
aplikační oblasti nanotechnologií V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz NANOSVĚT (NANOTECHNOLOGIE)
Top-down vs. Bottom-up Top-down Top-down Vztahy platné pro makroobjekty (kolektivní vlastnosti velkého počtu atomů/molekul) jsou extrapolovány na nanoobjekty Bottom-up Bottom-up Vztahy platné pro částice (individuální vlastnosti jednotlivých atomů/molekul) jsou extrapolovány na nanoobjekty
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Klabunde, K. J. Nanoscale Materials in Chemistry; Wiley: New York, USA, 2001 N.Wang et al., Nanotechnol. 19, 415701 (2008). Absorpce obtížně rozpustných API Window of absorption Nekompletní absorpce Kompletní absorpce
To je velmi náročný problém.
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Tam dole je spousta místa Myslím, že mohu s jistotou prohlásit, že kvantové mechanice nerozumí nikdo
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz pentacen
n = 23 ; L n =1.2 nm n = 47 n = 60
Růst krystalu: Atom & hcp ad-atomy
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Snížen ení CN zkrácen cení vazeb zvýšen ení vazebné energie Sun C.Q.: Size dependence of nanostructures: Impact of bond order deficiency, Progress Solid State Chem. 35 (2007) 1-159.
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz J.Siegel, O.Lyutakov, Z.Kolská, V.Rybka, V.Švorčík, Nanoscale Res. Lett. 6, 96 (2011).
surface size effect V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz vs. quantum size effect the density of states Gold yellow melts at 1063 C, 10 nm particles absorb green light and thus appear red E.Roduner, Chem. Soc. Rev., 2006, 35, 583
Sputtering time (s) 10 30 50 100 200 300 500 Structure thickness (nm) 3.5 6.6 9.9 19.5 36.5 54.0 88.7 V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz RT 300 C 300 C RT V.Švorčík, O.Kvítek, O.Lyutakov, J.Siegel, Z.Kolská, Appl. Phys. A 102, 747 (2011).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz RT 300 C Tauc α(ν) = A(hν-E g opt ) x / hν V.Švorčík, O.Kvítek, O.Lyutakov, J.Siegel, Z.Kolská, Appl. Phys. A 102, 747 (2011).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz RT 300 C R a = 4.0 nm R a = 15.5 nm 75 s R a = 1.8 nm R a = 27.5 nm 200 s R a = 1.1 nm R a = 52.7 nm 400 s V.Švorčík, O.Kvítek, O.Lyutakov, J.Siegel, Z.Kolská, Appl. Phys. A 102, 747 (2011).
A A B B V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz A 250 nm B J.Siegel, O.Kvítek, P.Slepička, J.Náhlík, J.Heitz, V.Švorčík, Nucl. Instrum. Meth, přijato
A V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz B V.Švorčíka, O.Kvítek, J.Říha, Z.Kolská, P.Šutta, Vacuum, přijato
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík, J.Siegel, Z.Kolská, J.Mistrík, P.Janíček, P.Worsch, Appl. Phys. A 102, 605 (2011)
A V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz B 300 C RT C V.Švorčík, J.Siegel, Z.Kolská, J.Mistrík, P.Janíček, P.Worsch, Appl. Phys. A 102, 605 (2011)
V.Švorčík, J.Siegel, Z.Kolská, J.Mistrík, P.Janíček, P.Worsch, Appl. Phys. A 102, 605 (2011) V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz + Elektronické inženýrství
elektronické inženýrství V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz CD/DVD balení potravin
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Pd/ PET Ag/ PET Pt/ PET Au/ PET Pd/ PET Ag/ PET P.Slepička, V.Švorčík et al., Optoel.Adv.Mater.Com. 2, 153 (2008). Pt/ PET Au/ PET
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz adheze Au na PE plasma Au-sputtering
adheze Au na PE V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz PE/Au 0,20 PE/plasma/Au 0,15 Hardness (GPa) 0,10 0,05 PE/Au PE/240 PE/240/o/Au PE PE/240/n/Au PE/240/n/Au 0,00 0 1000 2000 Displacement into surface (nm) PE/240/o/Au 500 µm V.Švorčík et al., Polym.Eng.Sci. 46, 1326 (2006).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz X-Ray structure parameters of Au layers deposited (50 nm) on pristine and plasma treated polymers PE Line (h k l) Grain size [nm] Lattice stress [GPa] PET Line (h k l) Grain size [nm] Lattice stress [MPa] PE/Au (1 1 1) (2 0 0) 17 13 1.244 0.763 Au/PET (1 1 1) (2 0 0) 19 45 943 708 PE/240/n/Au (1 1 1) (2 0 0) 13 9 0.950 0.346 Au/n/180/PET (1 1 1) (2 0 0) 40 6 918 846 PE/240/o/Au (1 1 1) (2 0 0) 10 6 0.748 0.058 Au/o/180/PET (1 1 1) (2 0 0) 33 5 804 709 V.Švorčík et al., Polym.Eng.Sci.46, 1326 (2006). V. Kotál, V. Švorčík et al., Plasma Proc.Polym. 4, 69 (2007).
poměr stojatých vln (vswr) voltage standing wave ratio V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Average thickness [nm] 90 80 70 60 50 40 30 20 10 PET PTFE 0 0 100 200 300 400 500 Sputtering time [s] P.Slepička, V.Švorčík et al., Surf. Interf. Anal., 41, 741 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz ~6 nm ~60 nm Kaune G. et al., Appl.Mater.Interf. 2009, 1, 353. P.Slepička, V.Švorčík et al., Surf. Interf. Anal. 41, 741 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Sheet resistance [Ω] 10 7 PET PTFE 10 5 10 3 10 1 10-1 0 20 40 60 80 Average thickness [nm] 0 10 20 30 40 50 60 70 80 10-1 PET PTFE Volume concentration [m -3 ] 10 29 10 28 10 27 10 26 10 25 10 24 10 23 10 22 10 21 Average thickness [nm] PET PTFE Hall mobility [m 2 /Vs] 10-2 10-3 10-4 10-5 10 20 30 40 50 60 70 80 Average thickness [nm] P.Slepička, V.Švorčík et al., Surf. Interf. Anal. 41, 741 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Sklo Au 20s /Sklo J.Siegel, O.Lyutakov, Z.Kolská, V.Rybka, V.Švorčík, Nanoscale Res. Lett. 6, 96 (2011)
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz 18 nm 8 nm 5 nm <5 nm J.Siegel, O.Lyutakov, Z.Kolská, V.Rybka, V.Švorčík, Nanoscale Res. Lett. 6, 96 (2011)
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz J.Siegel, O.Lyutakov, Z.Kolská, V.Rybka, V.Švorčík, Nanoscale Res. Lett. 6, 96 (2011)
J.Siegel, O.Lyutakov, Z.Kolská, V.Rybka, V.Švorčík, Nanoscale Res. Lett. 6, 96 (2011) Volume concentration [m -3 ] 10 29 10 28 10 27 10 26 10 25 10 24 10 23 10 22 10 21 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Average thickness [nm] PET PTFE
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Carbon nanolayers flash evaporated on PET and PTFE Ultrathin carbon films biomedical application electronic and analytical applications RDG DGEA REDV YIGSR IKVAV RDG KRSR
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík et al., Carbon, 47, 1770 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík et al., Carbon, 47, 1770 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík et al., Carbon, 47, 1770 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz PET R a =0.6 PTFE R a =13.3 C2/PET C2/PTFE R a =0.5 R a =2.9 V.Švorčík et al., Carbon, 47, 1770 (2009).
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz A B A V.Švorčík et al., Carbon, 47, 1770 (2009).
polymer plasma R R R R R R V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz grafting Au nanoparticles Au sputtering Au-layer PE PE/plasma R a =5.36 R a =7.08 PE/plasma/SH PE/plasma/SH/Au R a =6.18 R a =7.20 V.Švorčík et al., Nucl.Instr.Meth. B 267, 2484 (2009)
6 V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Atom concentration (at. %) 5 4 3 2 PE/plasma O O/H 2 O PE/plasma/SH/Au Au S Modulus (GPa) 80 60 40 20 A PE/Au PE/plasma/Au PE/plasma/SH/Au Hardness (GPa) 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 B PE/Au PE/plasma/Au PE/plasma/SH/Au 1 0,5 0 0 0 50 100 150 200 250 300 0 50 100 150 200 250 300 Displacement into surface (nm) 0,0 0 50 100 150 200 250 300 Depth (nm) V.Švorčík et al., Nucl.Instr.Meth.B, 267, 2484 (2009) Displacement into surface (nm) A B C
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Spec.případ: k a II II q Λ = λ / (n eff -sinθ i ) n vzduch < n eff < n polymer Interference rozptýleného a dopadajícího světla Formování struktur
PET Λ * = n ' λ sin vln. délkad ( θ ) index lomu (mod( mod.) úhel dopadu 248 = 205 1.21 sin nm ( 0 ) V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz F 2 laser, λ = 157 nm, 2,20 mj cm -2 4,40 mj cm -2 KrF laser, λ = 248 nm, 3,00 mj cm -2 6,00 mj cm -2
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz A - irradiated PET KrF R a =19.0 F R 2 a =4.3 B - irradiated and sputtered PET Au/KrF R a =20.2 Au/F 2 R a =4.2 J.Siegel, P.Slepička, J.Heitz, Z.Kolská, P.Sajdl, V.Švorčík, Appl. Surf. Sci. 256, 2205 (2010).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz J.Siegel, P.Slepička, J.Heitz, Z.Kolská, P.Sajdl, V.Švorčík, Appl. Surf. Sci. 256, 2205 (2010).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz J.Siegel, P.Slepička, J.Heitz, Z.Kolská, P.Sajdl, V.Švorčík, Appl. Surf. Sci. 256, 2205 (2010).
Ar plasma treatment (8.3 W, 240 s) ablated 30 nm water etched 20 nm modified 50-60 nm poly(ethylene) V.Švorčík et al., Polym. Degr. Stab. 92, 1645 (2007).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz modifikace polymerů vplasmě Contact angle (deg) 140 120 100 80 60 40 20 0 PE/plasma 504 0 1 10 100 1000 Exposure time (s) 336 168 120 24 0 Oxygen content (at.%) V.Švorčík et al., Polym.Eng.Sci. 46, 1326 (2006). 100 80 60 40 20 0 PET/plasma Old New Theor. Pristine 0 2 4 6 8 10 12 Monolayer
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz 3,0 PE/plasma 2,5 O concentration (at. %) 2,0 1,5 1,0 0,5 HDPE/25 HDPE/250 LDPE/25 LDPE/250 A PE/plasma C1 B PE/plasma 0,0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Depth (nm) C4 C2 C3 C C-OH 292 288 284 280 Binding energy (ev) 540 536 532 528 Binding energy (ev) V.Švorčík a kol., Polym. Degr. Stab. 91, 1219 (2006)
V.Švorčík a kol., Polym. Degr. Stab. 91, 1219 (2006) V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
PE PE/plasma R a =6.09 R a =12.04 V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz EP/plasma/H 2 O PE/plasma/H 2 O/Au R a =10.4 1 R a =8.68 120 110 PE/plasma PE/plasma/Au Contact angle ( ) 100 90 80 70 60 V.Švorčík et al., Nucl.Instr.Meth. B 267, 1904 (2009) 0 100 200 300 400 Plasma exposure time (s)
1 st day 5 th day PE V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz PE/plasma PE/plasma/Au Cell density x10 3 (cm -2 ) 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 PE PE/plasma PE/plasma/Au 1 2 3 4 5 6 7 Time (day) V.Švorčík et al., Nucl.Instr.Meth. B 267, 1904 (2009)
1 st day PE 3 rd day V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz PE/plasma PE/plasma/Au V.Švorčík et al., Nucl.Instr.Meth. B 267, 1904 (2009)
depozice C: naprašování, napařování a CVD metoda V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík et al., J.Mater.Sci. Mater.Med. 17, 229 (2006).
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz C/PTFE/Xe-lamp/acetylene Thickness [nm] 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 SEM Profilometer 0 5 10 15 20 25 30 35 Deposition time [min] F Intensity [a.u.] C O PTFE/C30 O.Kubová, V.Švorčík. et al., Thin Solid Films 515, 6765 (2007). PTFE 650 450 Bonding energy [ev] C 250
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz DENSITY [cells/cm 2 ] 250000 200000 150000 100000 Day1 Day3 Day7 1.0 0.8 0.6 0.4 MTS Int. [a.u.] 50000 0.2 0 PTFE PTFE10 PTFE20 PTFE30 PS O.Kubová, V.Švorčík. et al., Thin Solid Films 515, 6765 (2007). 0.0 1 mm
degradace polymerů V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz V. SVORCIK a kol., J. Appl. Polym. Sci. 64: 723, 1997
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz mechanismus vodivosti degradovaných polymerů V. SVORCIK a kol., J. Appl. Polym. Sci. 64: 723, 1997 V. Švorčík a kol., Nucl.Instrum.Meth. B122, 663 (1997)
Světlo emitující diody LED V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz G.Gustavson, A.J.Heeger et al., Nature 357, 477 (1992)
Ohmické chování látek V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz K. Efimenko, V. Svorcık a kol., Appl.Phys. A67, 503 (1998)
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
šířka zakázaného pásu E g V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz V.Švorčík a kol., J.Mater.Res. 12, 1661 (1997)
S. Y. Chou, L. Zhuang,. Vac. Sci. Technol. B 17, 3197 (1999) V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
Vliv elektrického pole na polární polymer PMMA
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Orientovaný PMMA (n = 1.46) Neorientovaný PMMA (n = 1.43)
Nanovlákna na bázi polymerů V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz zvlákňování
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz Whisker vous, vláknový krystal
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, vaclav.svorcik@vscht.cz
V.Švorčík, Ústav inženýrství pevných látek, VŠCHT Praha vaclav.svorcik@vscht.cz Pardubice, leden 2007 Děkuji Vám za pozornost