Luận án tiến sĩ vật lý: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng kỹ thuật ăn mòn laser ứng dụng SERS trong y sinh

Nghiên cứu chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng kĩ thuật ăn mòn laser cho quang phổ tán xạ raman tăng cường bề mặt và ứng dụng y sinh.

Chuyên ngành
Quang học
Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

184

Thời gian đọc

28 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

50 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser: Tổng quan
Số trang:
184 trang
Trường:
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Chuyên ngành:
Quang học
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser Tổng quan

Luận án tập trung nghiên cứu chế tạo cấu trúc nano kim loại. Phương pháp laser xung (PLA) được sử dụng. Các vật liệu nano kim loại có đặc tính độc đáo. Chúng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ. Luận án khảo sát sâu về kỹ thuật tổng hợp nano laser. Việc này nhằm tối ưu hóa quá trình chế tạo. Đặc biệt, nghiên cứu ứng dụng cho quang phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS). Tiềm năng trong y sinh cũng được khám phá.

1.1. Giới thiệu vật liệu nano kim loại

Vật liệu nano kim loại sở hữu các đặc tính vật lý, hóa học độc đáo. Các tính chất này khác biệt đáng kể so với vật liệu khối. Kích thước nhỏ bé mang lại diện tích bề mặt lớn, hoạt tính xúc tác cao. Đặc tính quang học, điện tử của cấu trúc nano kim loại cũng vượt trội. Chúng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong y sinh, điện tử, năng lượng. Cấu trúc nano bao gồm hạt nano, dây nano, màng mỏng nano. Phát triển vật liệu nano kim loại là lĩnh vực trọng tâm khoa học vật liệu.

1.2. Kỹ thuật chế tạo bằng laser

Chế tạo bằng laser là phương pháp linh hoạt, hiệu quả. Kỹ thuật này cho phép kiểm soát tốt kích thước, hình dạng. Phương pháp ablation laser xung (PLA) nổi bật. PLA tạo ra vật liệu nano kim loại trực tiếp từ vật liệu khối. Quá trình diễn ra trong môi trường lỏng hoặc khí. Laser cung cấp năng lượng cần thiết cho quá trình bốc hơi. Sau đó, vật chất ngưng tụ thành cấu trúc nano. Tổng hợp nano laser loại bỏ hóa chất độc hại. Điều này làm cho nó trở thành lựa chọn xanh hơn.

II. Phương pháp chế tạo hạt nano kim loại bằng laser

Luận án đi sâu vào phương pháp chế tạo hạt nano kim loại bằng laser. Kỹ thuật ăn mòn laser xung (PLA) là trọng tâm. Các cơ chế hình thành hạt nano được phân tích. Đồng thời, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp nano laser được nghiên cứu. Việc hiểu rõ phương pháp này là chìa khóa. Nó giúp kiểm soát chất lượng và đặc tính của vật liệu nano kim loại. Mục tiêu là tạo ra các cấu trúc nano phù hợp cho ứng dụng cụ thể.

2.1. Khái niệm ăn mòn laser xung PLA

Ăn mòn laser xung (PLA) là kỹ thuật chính. Laser xung cường độ cao tác động lên vật liệu khối. Năng lượng laser gây ra sự bốc hơi vật liệu. Một plasma hình thành tại bề mặt vật liệu. Plasma này giãn nở vào môi trường xung quanh. Vật chất sau đó ngưng tụ thành hạt nano kim loại. PLA diễn ra trong chất lỏng hoặc khí trơ. Điều này kiểm soát quá trình tạo cấu trúc nano.

2.2. Cơ chế hình thành hạt nano laser

Cơ chế bao gồm nhiều giai đoạn. Đầu tiên là hấp thụ năng lượng laser. Tiếp theo là bốc hơi và hình thành plasma. Sau đó là sự giãn nở của plasma. Cuối cùng, sự ngưng tụ các nguyên tử, ion thành hạt. Kích thước, hình dạng hạt nano phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Chúng bao gồm bước sóng laser, năng lượng xung, số xung. Môi trường lỏng cũng đóng vai trò quan trọng. Chất lỏng ảnh hưởng đến làm mát và hạn chế tăng trưởng hạt.

2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tổng hợp nano laser

Nhiều thông số ảnh hưởng đến tổng hợp nano laser. Năng lượng laser, tần số lặp lại xung là quan trọng. Thời gian chiếu xạ cũng tác động đến hiệu suất. Loại chất lỏng nền có vai trò quyết định. Nước, ethanol, acetone thường được sử dụng. Mỗi chất lỏng tạo ra môi trường khác nhau. Điều này ảnh hưởng đến sự ổn định, kích thước hạt nano. Cần tối ưu các thông số này để đạt kết quả mong muốn.

III. Nghiên cứu chế tạo hạt nano kim loại vàng bạc

Luận án trình bày chi tiết quá trình chế tạo hạt nano vàng và bạc. Cả hai kim loại này đều được tổng hợp bằng phương pháp ăn mòn laser. Các điều kiện thực nghiệm được mô tả rõ ràng. Ảnh hưởng của môi trường và thông số laser đến đặc tính hạt được khảo sát. Kết quả cho thấy kỹ thuật này hiệu quả. Nó tạo ra các vật liệu nano kim loại chất lượng cao. Việc so sánh giữa hạt nano vàng và bạc giúp đánh giá ưu nhược điểm. Điều này hỗ trợ lựa chọn vật liệu cho các ứng dụng SERS.

3.1. Chế tạo hạt nano vàng bằng phương pháp PLA

Hạt nano vàng là vật liệu quý giá. Chúng được chế tạo thành công bằng PLA. Mục tiêu laser vàng đặt trong dung dịch. Nước khử ion, ethanol là các môi trường phổ biến. Laser Nd:YAG thường được sử dụng. Bước sóng 1064 nm hoặc 532 nm. Điều kiện chiếu xạ ảnh hưởng đến kích thước. Tăng số xung laser làm tăng nồng độ hạt. Hạt nano vàng thể hiện đặc tính quang học mạnh mẽ. Chúng có đỉnh hấp thụ plasmon bề mặt rõ rệt.

3.2. Chế tạo hạt nano bạc bằng kỹ thuật ăn mòn laser

Hạt nano bạc cũng được tổng hợp hiệu quả. Phương pháp ăn mòn laser là lựa chọn tối ưu. Thanh bạc tinh khiết là vật liệu ban đầu. Dung môi như nước cất, nước khử ion, ethanol được dùng. Các thông số laser được điều chỉnh cẩn thận. Mục đích là để kiểm soát kích thước hạt. Hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn vượt trội. Chúng còn ứng dụng trong quang học và điện tử.

3.3. So sánh hiệu quả tổng hợp nano laser vàng bạc

Quá trình tổng hợp nano laser cho vàng và bạc có nhiều điểm tương đồng. Tuy nhiên, một số khác biệt tồn tại. Bạc thường dễ bị oxy hóa hơn vàng. Điều này ảnh hưởng đến sự ổn định của hạt. Môi trường chế tạo đóng vai trò quan trọng. Ethanol có thể ổn định hạt tốt hơn nước. Cần lựa chọn dung môi phù hợp. Tối ưu hóa thông số laser là cần thiết. Điều này đảm bảo hiệu quả cho từng loại vật liệu nano kim loại.

IV. Tổng hợp nano laser Hạt nano đồng và platin

Ngoài vàng và bạc, luận án còn mở rộng nghiên cứu sang đồng và platin. Việc chế tạo hạt nano đồng và platin bằng laser được thực hiện. Các điều kiện tối ưu cho từng loại kim loại được xác định. Sau đó, đặc tính của các hạt nano này được đánh giá kỹ lưỡng. Kỹ thuật tổng hợp nano laser chứng tỏ tính đa dụng. Nó áp dụng cho nhiều loại kim loại khác nhau. Phát triển này mở rộng kho vật liệu nano kim loại. Nó cung cấp lựa chọn đa dạng cho các ứng dụng chuyên biệt.

4.1. Chế tạo hạt nano đồng bằng phương pháp PLA

Hạt nano đồng là vật liệu có tiềm năng. Chúng được chế tạo qua phương pháp ăn mòn laser xung. Mục tiêu đồng được đặt trong dung dịch. Nước khử ion, nước cất và ethanol đều được nghiên cứu. Laser Nd:YAG với các thông số cụ thể. Năng lượng xung và số xung là các yếu tố then chốt. Hạt nano đồng dễ bị oxy hóa trong không khí. Do đó, cần có biện pháp bảo quản phù hợp. Chúng ứng dụng trong xúc tác và dẫn điện.

4.2. Chế tạo hạt nano platin bằng công nghệ laser

Platin là kim loại quý hiếm. Hạt nano platin có hoạt tính xúc tác cao. Công nghệ laser là phương pháp chế tạo hiệu quả. Laser tác động lên mục tiêu platin khối. Nước khử ion là môi trường chế tạo phổ biến. Hạt nano platin ổn định trong dung dịch. Kích thước hạt nano có thể kiểm soát. Điều chỉnh thông số laser là cần thiết. Chúng được sử dụng rộng rãi trong y tế, năng lượng. Đặc biệt trong các phản ứng hóa học.

4.3. Đánh giá đặc tính vật liệu nano kim loại

Các hạt nano kim loại chế tạo bằng laser cần được đánh giá. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) được dùng. SEM cung cấp thông tin về hình thái, kích thước. Quang phổ hấp thụ UV-Vis phân tích đặc tính quang học. Phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) xác định cấu trúc tinh thể. Các phương pháp này đảm bảo chất lượng. Chúng giúp hiểu rõ hơn về vật liệu nano. Việc này quan trọng cho các ứng dụng thực tế.

V. Ứng dụng SERS của cấu trúc nano kim loại chế tạo laser

Hiệu quả của cấu trúc nano kim loại chế tạo bằng laser trong SERS là một trọng tâm. Luận án giải thích cơ chế cơ bản của SERS. Đồng thời, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sự tăng cường tín hiệu. Các cấu trúc nano được tối ưu hóa. Chúng nhằm đạt được hiệu suất SERS cao nhất. Việc này chứng minh tiềm năng của phương pháp gia công vật liệu bằng laser. Nó tạo ra các nền SERS chất lượng. Các nền này hữu ích cho nhiều ứng dụng phân tích nhạy.

5.1. Cơ chế tán xạ Raman tăng cường bề mặt SERS

SERS là kỹ thuật phân tích nhạy. Nó sử dụng các bề mặt kim loại nano. Tín hiệu Raman của các phân tử được tăng cường mạnh mẽ. Cơ chế chính là cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR). Electron tự do trên bề mặt kim loại dao động. Các cấu trúc nano kim loại có khả năng cộng hưởng. Chúng tạo ra điện trường cục bộ mạnh mẽ. Điều này khuếch đại tín hiệu tán xạ Raman. Hiệu ứng SERS có tiềm năng lớn. Phát hiện vết với độ nhạy cao là một ưu điểm.

5.2. Cấu trúc nano kim loại tối ưu cho SERS

Vàng và bạc là vật liệu chính cho SERS. Hạt nano vàng, bạc tạo ra hiệu ứng tăng cường lớn. Kích thước, hình dạng hạt nano rất quan trọng. Khe hở giữa các hạt cũng ảnh hưởng đáng kể. Các cấu trúc nano có khe hở nhỏ tạo "điểm nóng". Các điểm nóng này tăng cường điện trường mạnh mẽ. Việc chế tạo bằng laser cho phép kiểm soát tốt. Điều này tạo ra các cấu trúc tối ưu. Các màng mỏng nano cũng được sử dụng.

VI. Tiềm năng ứng dụng cấu trúc nano kim loại trong y sinh

Luận án khám phá tiềm năng ứng dụng của vật liệu nano kim loại trong y sinh. Đặc biệt tập trung vào việc sử dụng SERS cho phát hiện y sinh. Các kết quả mở ra hướng đi mới trong chẩn đoán và điều trị. Việc chế tạo bằng laser tạo ra các cấu trúc nano phù hợp. Chúng đáp ứng yêu cầu khắt khe của lĩnh vực y tế. Triển vọng tương lai của vật liệu nano kim loại là rất lớn. Chúng góp phần vào sự phát triển của y học hiện đại.

6.1. Ứng dụng SERS trong phát hiện y sinh

SERS có khả năng ứng dụng trong y sinh. Nó giúp phát hiện sớm bệnh lý. Các cấu trúc nano kim loại đóng vai trò cảm biến. Tín hiệu SERS đặc trưng cho các phân tử sinh học. Chúng bao gồm DNA, protein, tế bào ung thư. Kỹ thuật này không xâm lấn, độ nhạy cao. SERS có thể phát hiện dấu ấn sinh học ở nồng độ thấp. Điều này mở ra cơ hội chẩn đoán mới.

6.2. Triển vọng tương lai của vật liệu nano kim loại

Vật liệu nano kim loại chế tạo bằng laser có triển vọng lớn. Chúng cung cấp nền tảng cho công nghệ y sinh tiên tiến. Phát triển cảm biến sinh học hiệu suất cao. Chẩn đoán y tế chính xác và nhanh chóng. Kỹ thuật tổng hợp nano laser tiếp tục được cải tiến. Nó giúp tạo ra cấu trúc nano phức tạp hơn. Điều này mở rộng phạm vi ứng dụng.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƯỜNG BỀ MẶT (SERS)
1.1. Tán xạ Raman tăng cường bề mặt
1.2. Plasmon và cộng hưởng plasmon bề mặt
1.3. Cơ chế của hiệu ứng Tán xạ Raman tăng cường bề mặt (SERS)
1.4. Hệ số tăng cường (Enhancement factor - EF)
1.5. Các cấu trúc nano plasmonic cho hiệu ứng SERS
1.6. Một số ứng dụng của SERS
2. CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
2.1. Phương pháp chế tạo hạt nano kim loại bằng ăn mòn laser
2.1.1. Một số phương pháp chế tạo cấu trúc nano kim loại trong chất lỏng
2.1.2. Khái niệm về ăn mòn laser xung (pulsed laser ablation- PLA)
2.1.3. Cơ chế tạo thành hạt nano kim loại trong chất lỏng bằng phương pháp PLA
2.1.4. Một số sơ đồ chế tạo hạt nano bằng phương pháp PLA
2.2. Các phương pháp xác định cấu trúc, hình thái, kích thước hạt nano kim loại
2.3. Các thiết bị sử dụng để nghiên cứu SERS
2.3.1. Thiết bị chính: Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230
2.3.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
2.3.3. Hệ thu phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt
2.4. Các vật liệu, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu của luận án
3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĂN MÒN LASER (PLA)
3.1. Nghiên cứu thiết kế và xây dựng hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại bằng phương pháp PLA
3.1.1. Thiết kế và lắp đặt hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại sử dụng laser Nd:YAG
3.1.2. Xây dựng quy trình chế tạo hạt nano kim loại bằng phương pháp PLA
3.2. Nghiên cứu chế tạo hạt nano vàng bằng phương pháp PLA
3.2.1. Chế tạo hạt nano vàng trong nước
3.2.2. Chế tạo hạt nano vàng trong ethanol
3.3. Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc bằng phương pháp PLA
3.3.1. Chế tạo hạt nano bạc trong nước khử ion
3.3.2. Chế tạo hạt nano bạc trong nước cất
3.3.3. Chế tạo hạt nano bạc trong ethanol
3.3.4. So sánh và kết luận
3.4. Nghiên cứu chế tạo hạt nano đồng bằng phương pháp PLA
3.4.1. Chế tạo hạt nano đồng trong nước khử ion
3.4.2. Chế tạo hạt nano đồng trong nước cất
3.4.3. Chế tạo hạt nano đồng trong ethanol
3.5. Nghiên cứu chế tạo hạt nano Platin bằng phương pháp PLA
3.5.1. Chế tạo hạt Platin trong nước khử ion
3.5.2. Chế tạo hạt Platin trong ethanol
3.6. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nước bằng kỹ thuật laser
3.6.1. Quy trình chế tạo hạt nano hợp kim bằng kỹ thuật laser
3.6.2. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nước bằng kỹ thuật cảm ứng laser
4. CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI CHO HIỆU ỨNG SERS VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH
4.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt silic
4.1.1. Quy trình chế tạo đế SERS bằng phương pháp ngưng đọng trực tiếp keo hạt nano kim loại
4.1.2. Nghiên cứu chế tạo các đế SERS phủ hạt nano Au, Ag, Cu, Pt trên bề mặt silic
4.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của mật độ hạt nano Au trên đế silic và đánh giá hệ số tăng cường SERS
4.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt thủy tinh
4.2.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS bằng phương pháp coffee-ring
4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của số lần phủ lớp hạt Au và xác định hệ số tăng cường SERS
4.3. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt kim loại đồng
4.3.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano Au trên bề mặt đồng
4.3.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano hợp kim Au/Ag trên bề mặt đồng
4.4. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt DVD
4.4.1. Xử lý và khảo sát bề mặt đĩa DVD
4.4.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên đĩa DVD
4.4.3. Khảo sát hiệu quả tăng cường SERS của đế Au/DVD
4.5. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser
4.5.1. Nghiên cứu chế tạo bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser
4.5.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser
4.5.3. Khảo sát hiệu ứng SERS trên đế Au/CuK5
4.6. Khảo sát một số khả năng ứng dụng của SERS trong y sinh
4.6.1. Khảo sát phổ SERS của Glucose
4.6.2. Khảo sát phổ SERS của Amoxicillin Trihydrate
4.6.3. Khảo sát phổ SERS của Tetracyline
4.6.4. Khảo sát phổ SERS của Malachite Green
CÁC KẾT QUẢ CÔNG BỐ CHÍNH CỦA LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án tiến sĩ hus nghiên cứu chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng kĩ thuật ăn mòn laser dùng cho quang phổ tán xạ raman tăng cường bề mặt và khảo sát một số ứng dụng trong y sinh

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (184 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG ĐÔNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI BẰNG KĨ THUẬT ĂN MÒN LASER DÙNG CHO QUANG PHỔ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG Y SINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUANG ĐÔNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI BẰNG KĨ THUẬT ĂN MÒN LASER DÙNG CHO QUANG PHỔ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG Y SINH Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62.09 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1.TS Nguyễn Thế Bình 2.TS Phạm Văn Bền HÀ NỘI - 2019 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thế Bình và PGS.TS Phạm Văn Bền cùng với sự cộng tác của các đồng nghiệp. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án đƣợc trích dẫn lại từ các bài báo đã đƣợc xuất bản của tôi và các cộng sự. Các số liệu, kết quả này là trung thực và chƣa từng đƣợc sử dụng trong bất cứ luận án tiến sĩ nào khác. Hà Nội, tháng 01 năm 2019 Tác giả luận án Nguyễn Quang Đông 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.

TS Nguyễn Thế Bình và PGS. TS Phạm Văn Bền, những ngƣời Thầy hƣớng dẫn đã dành cho tôi sự giúp đỡ tận tình và định hƣớng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình làm nghiên cứu sinh. Tôi xin đƣợc ghi ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ và khích lệ của PGS. TS Phùng Quốc Bảo, PGS.TS Trịnh Đình Chiến, TS Hoàng Chí Hiếu và các cán bộ bộ môn Quang lƣợng tử - Khoa vật lý - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã dành cho tôi trong những năm qua.

Tôi xin đƣợc cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ quý báu của PGS. TS Lê Văn Vũ và các cán bộ trong Trung tâm Khoa học Vật liệu - Khoa Vật lý, PGS. TS Nguyễn Xuân Nghĩa - Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam đã giúp tôi thực hiện các phép đo của luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của cơ sở đào tạo là Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và của Trƣờng Đại học Y Dƣợc – Đại học Thái Nguyên - cơ quan mà tôi công tác, trong quá trình thực hiện luận án.

Luận án đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Quang lƣợng tử và trung tâm Khoa học Vật liệu và đƣợc hỗ trợ kinh phí của đề tài đề tài nghiên cứu khoa học cấp Đại học Thái Nguyên, mã số: ĐH 2013-TN07-01. Sau cùng, tôi muốn gửi tới tất cả những ngƣời thân trong gia đình và bạn bè lời cảm ơn chân thành nhất. Chính sự tin yêu mong đợi của gia đình và bạn bè đã tạo động lực cho tôi thực hiện thành công luận án này. Hà Nội, tháng 01 năm 2019 Tác giả luận án Nguyễn Quang Đông 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN.

3 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT. 6 DANH MỤC CÁC BẢNG. 7 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ. 16 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT (SERS).

Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt. Plasmon và cộng hƣởng plasmon bề mặt. Cơ chế của hiệu ứng Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt (SERS). Hệ số tăng cƣờng (Enhancement factor - EF).

Các cấu trúc nano plasmonic cho hiệu ứng SERS. Một số ứng dụng của SERS. 55 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1. 60 Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN.

Phƣơng pháp chế tạo hạt nano kim loại bằng ăn mòn laser. Một số phƣơng pháp chế tạo cấu trúc nano kim loại trong chất lỏng. Khái niệm về ăn mòn laser xung (pulsed laser ablation- PLA). Cơ chế tạo thành hạt nano kim loại trong chất lỏng bằng phƣơng pháp PLA.

Một số sơ đồ chế tạo hạt nano bằng phƣơng pháp PLA. Các phƣơng pháp xác định cấu trúc, hình thái, kích thƣớc hạt nano kim loại. Các thiết bị sử dụng để nghiên cứu SERS. Thiết bị chính: Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230.

Kính hiển vi điện tử quét (SEM). Hệ thu phổ tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt. Các vật liệu, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu của luận án. 79 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.

80 Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI BẰNG PHƢƠNG PHÁP ĂN MÒN LASER (PLA). Nghiên cứu thiết kế và xây dựng hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại bằng phƣơng pháp PLA .1 Thiết kế và lắp đặt hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại sử dụng laser Nd:YAG .2 Xây dựng quy trình chế tạo hạt nano kim loại bằng phƣơng pháp PLA. Nghiên cứu chế tạo hạt nano vàng bằng phƣơng pháp PLA. Chế tạo hạt nano vàng trong nƣớc.

Chế tạo hạt nano vàng trong ethanol. Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc bằng phƣơng pháp PLA. Chế tạo hạt nano bạc trong nƣớc khử ion. Chế tạo hạt nano bạc trong nƣớc cất.

Chế tạo hạt nano bạc trong ethanol. So sánh và kết luận. Nghiên cứu chế tạo hạt nano đồng bằng phƣơng pháp PLA. Chế tạo hạt nano đồng trong nƣớc khử ion.

Chế tạo hạt nano đồng trong nƣớc cất. Chế tạo hạt nano đồng trong ethanol. Nghiên cứu chế tạo hạt nano Platin bằng phƣơng pháp PLA .1 Chế tạo hạt Platin trong nƣớc khử ion .2 Chế tạo hạt Platin trong ethanol. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nƣớc bằng kỹ thuật laser.

Quy trình chế tạo hạt nano hợp kim bằng kỹ thuật laser. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nƣớc bằng kỹ thuật cảm ứng laser. 113 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3. 118 Chƣơng 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI CHO HIỆU ỨNG SERS VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG Y SINH.

119 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt silic. Quy trình chế tạo đế SERS bằng phƣơng pháp ngƣng đọng trực tiếp keo hạt nano kim loại. Nghiên cứu chế tạo các đế SERS phủ hạt nano Au, Ag, Cu, Pt trên bề mặt silic.

Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ hạt nano Au trên đế silic và đánh giá hệ số tăng cƣờng SERS. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt thủy tinh. Nghiên cứu chế tạo đế SERS bằng phƣơng pháp coffee-ring. Khảo sát ảnh hƣởng của số lần phủ lớp hạt Au và xác định hệ số tăng cƣờng SERS.

Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt kim loại đồng. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano Au trên bề mặt đồng. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano hợp kim Au/Ag trên bề mặt đồng. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt DVD.

Xử lý và khảo sát bề mặt đĩa DVD. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên đĩa DVD .3 Khảo sát hiệu quả tăng cƣờng SERS của đế Au/DVD. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser. Nghiên cứu chế tạo bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser.2 Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser.

Khảo sát hiệu ứng SERS trên đế Au/CuK5. Khảo sát một số khả năng ứng dụng của SERS trong y sinh. Khảo sát phổ SERS của Glucose. Khảo sát phổ SERS của Amoxicillin Trihydrate.

Khảo sát phổ SERS của Tetracyline. Khảo sát phổ SERS của Malachite Green. 160 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4. 165 CÁC KẾT QUẢ CÔNG BỐ CHÍNH CỦA LUẬN ÁN.

167 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 169 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt  Absorption coefficient Hệ số hấp thụ  Frequency Tần số  Wavelength Bƣớc sóng AFM Atomic Force Microscopy Kính hiển vi lực nguyên tử Ag Silver Bạc Au Gold Vàng CE Chemical Enhancement Tăng cƣờng hóa học Cu Copper Đồng EF Enhancement factor Thừa số tăng cƣờng EM Electromagnetic Điện từ LSPR Localized surface plasmon resonance Cộng hƣởng Plasmon bề mặt định xứ MG Malachite Green mol Mole mol ms Milisecond Mili giây mW Milliwatt Mili oát PLA pulsed laser ablation ăn mòn laser xung RRS Resonance Raman Spectroscopy Quang phổ học Raman cộng hƣởng SEF Surface - Enhanced Flourescence Huỳnh quang tăng cƣờng bề mặt Surface - Enhanced Hyper - Raman Tán xạ Hyper Raman tăng cƣờng bề SEHRS Scattering mặt Surface Enhanced Infrared SEIRA Hấp thụ hồng ngoại tăng cƣờng bề mặt Absorption SEM Scanning electron microscope Kính hiển vi điện tử quét Surface Enhanced Resonance Quang phổ học Raman cộng hƣởng SERRS Raman Spectroscopy tăng cƣờng bề mặt Surface Enhanced Raman Quang phổ học Raman tăng cƣờng bề SERS Spectroscopy mặt SM Single - Molecule Đơn phân tử SPR Surface plasmon resonance Cộng hƣởng plasmon bề mặt T - Transmission Localized Surface Quang phổ học cộng hƣởng plasmon bề LSPR Plasmon Resonance Spectroscopy mặt truyền qua cục bộ TEM Transmission electron microscope Kính hiển vi điện tử truyền qua Quang phổ học Raman tăng cƣờng trên TERS Tip Enhanced Raman Spectroscopy mũi nhọn UV Ultra violet Tử ngoại XRD X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X R6G Rhodamine 6G NP Nano particles Các hạt nano 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 4. Số liệu so sánh dịch chuyển SERS với dịch chuyển Raman thƣờng. Bản đối chiếu phổ Raman và phổ SERS thực nghiệm của Rhodamine 6G .3: Đỉnh Raman và các liên kết tƣơng ứng của Rhodamine 6G.

Đỉnh Raman và các liên kết tƣơng ứng của Malachite Green. So sánh phổ Raman và phổ SERS của Glucose. So sánh giữa các dịch chuyển Raman và dịch chuyển SERS của Amoxicillin Trihydrate. Dịch chuyển Raman và dao động phân tử tƣơng ứng.

Dịch chuyển Raman và các dao động phân tử tƣơng ứng của Malachite Green. 162 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1. Vạch tán xạ Rayleigh ( a ) và các vạch tán xạ Stokes (b ) , đối Stokes ( c ) trong phổ tán xạ Raman. Sơ đồ thu phổ tán xạ Raman kích thích bằng laser.

Sơ đồ giải thích tán xạ Raman theo quan điểm lƣợng tử. Plasmon bề mặt; c.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Quang Đông (2019). Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/luan-an-tien-si-hus-nghien-cuu-che-tao-cau-truc-nano-kim-loai-bang-ki-thuat-an-mon-laser-dung-cho-quang-pho-tan-xa-raman-tang-cuong-be-mat-va-khao-sat-mot-so-ung-dung-trong-y-sinh

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" nghiên cứu về vấn đề gì?

Nghiên cứu chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng kĩ thuật ăn mòn laser cho quang phổ tán xạ raman tăng cường bề mặt và ứng dụng y sinh.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội. Năm bảo vệ: 2019.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" thuộc chuyên ngành Quang học. Danh mục: Tài liệu khác.

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" có 184 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án tiến sĩ: Chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng laser" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter