Publication:
High-throughput laser generation of Si-nanoparticle based surface coatings for antibacterial applications

Дата
2019
Авторы
Nastulyavichus, A. A.
Smirnov, N. A.
Khmelnitskiy, R. A.
Rudenko, A. A.
Kudryashov, S. I.
Ivanova, A. K.
Yu. , Kharin, A.
Zavestovskaya, I. N.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Инженерно-физический институт биомедицины
Цель ИФИБ и стратегия развития – это подготовка высококвалифицированных кадров на базе передовых исследований и разработок новых перспективных методов и материалов в области инженерно-физической биомедицины. Занятие лидерских позиций в биомедицинских технологиях XXI века и внедрение их в образовательный процесс, что отвечает решению практикоориентированной задачи мирового уровня – диагностике и терапии на клеточном уровне социально-значимых заболеваний человека.
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт лазерных и плазменных технологий
Стратегическая цель Института ЛаПлаз – стать ведущей научной школой и ядром развития инноваций по лазерным, плазменным, радиационным и ускорительным технологиям, с уникальными образовательными программами, востребованными на российском и мировом рынке образовательных услуг.
Выпуск журнала
Аннотация
© 2018 Elsevier B.V. High-productivity regime of nanosecond IR-laser ablative generation of silicon colloidal solutions in water for anti-bacterial applications was found in terms of GW/cm2-level laser intensity and scanning velocity by measuring multi-shot ablative mass loss and extinction coefficients of the colloids as sub-linear and third-power intensity functions, respectively. This advantageous regime implies sub-linear mass loss versus laser intensity at the simultaneous third-power yield of nanoparticles, resulting from the subcritical-density, opaque ablative plasma regulating the sample ablation rate and the related plasma-mediated dissociation (dispergation) of the ablation products. In contrast, at higher intensities, there is a drastic increase in mass loss with the corresponding increased yield of (sub) micrometer-sized particles owing to intense plasma-driven expulsion of micro-scale melt droplets and the corresponding saturation of the extinction coefficient of the colloidal solutions because of their dynamic local “self-limiting” effect during the high-rate ablation. The optimal low-intensity regime for Si nanoparticle production demonstrates the monotonous correlated increase of mass loss and extinction coefficient in terms of increasing laser scanning velocity, indicating the diminished cumulative effects. Surface coatings prepared from the generated Si nanoparticles exhibit minor surface oxidation, as acquired as their elemental composition via energy-dispersive X-ray spectroscopy, making their contact angle for water droplets (≈51°) close to that of bare Si wafer (≈58°) with its nanometer-thick native oxide layer. Owing to good wetting, the nanoparticle-based surface coatings show strong antibacterial response regarding Gram-negative Pseudomonas auereginosa bacteria even despite their minor oxidative passivation.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
High-throughput laser generation of Si-nanoparticle based surface coatings for antibacterial applications / Nastulyavichus, A.A. [et al.] // Applied Surface Science. - 2019. - 470. - P. 825-831. - 10.1016/j.apsusc.2018.11.201
URI
https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.11.201
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85057249067&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000454997100093
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/16381
Коллекции
Публикации