Polyvinyylialkoholilla stabiloitujen fluoresoivien kultananoklustereiden valmistus ja karakterisointi
Suomala, Sofia (2019)
Suomala, Sofia
2019
Teknis-luonnontieteellinen
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-01-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201812192879
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201812192879
Tiivistelmä
Alle kahden nanometrin kokoiset yhteen kerääntyneistä atomeista koostuvat hiukkaset, nanoklusterit, muodostavat ominaisuuksiltaan ainutlaatuisen materiaaliluokan. Nanoklustereita voidaan valmistaa monista eri alkuaineista ja niiden yhdistelmistä, mutta erityisesti jalometallinanoklustereita on tutkittu laajasti. Nanoklustereiden pienen koon vuoksi niiden energiatilat ovat erillisiä jatkuvan vyön sijaan, minkä ansiosta ne voivat vuorovaikuttaa valon kanssa molekyylien tavoin. Tästä osoituksena on nanoklustereiden emittoima voimakas fluoresenssi. Suuren kappaleeseen verrattuna samasta materiaalista valmistetut nanoklusterit ovat erilaisia myös mm. optisilta, magneettisilta ja katalyyttisiltä ominaisuuksiltaan. Nanoklustereiden syntetisointiin on esitetty useita erilaisia menetelmiä käyttäen mm. kemikaaleja tai valoa. Syntetisoidut nanoklusterit tulee stabiloida jollakin yhteen kasvamista ehkäisevällä aineella, kuten esimerkiksi proteiinilla tai polymeerillä. Nanoklustereille on löydetty laajasti mahdollisia sovelluksia liittyen mm. kuvantamiseen, ympäristöön ja lääketieteeseen.
Tässä diplomityössä syntetisoitiin kultananoklustereita polyvinyylialkoholista valmistettuun, kultaioneja sisältävään polymeeriohutkalvoon käyttäen pienitehoista jatkuvatoimista laseria. Tiettävästi tällä menetelmällä ja näistä materiaaleista syntetisoiduista nanoklustereista ei ole julkaistu aiempia tuloksia. Muodostuneiden kultananoklustereiden ominaisuuksia karakterisoitiin laboratoriossa käyttämällä mittausjärjestelyä, joka toimi fluoresenssimikroskooppina ja jolla pystyttiin samanaikaisesti seuraamaan näytteen fluoresenssiemissiospektriä. Virittävälle säteilylle altistetuista näytteistä havaittiin kirkas ja vakaa fluoresenssiemissio ja näytteisiin onnistuttiin tekemään yksinkertaista laserkirjoitusta, mikä osoittaa nanoklustereiden syntetisoinnin ja stabiloinnin onnistuneen. Viritettäessä nanoklustereita laserilla, jonka aallonpituus oli 473 nm, niiden emittoiman fluoresenssisäteilyn maksimikohta oli noin 570 nm. Sekä näytteiden intensiteetin, että spektrin muuttumista ajan funktiona tutkittiin altistamalla ne lasersäteilylle eri tehoilla. Lisäksi näytteiden kemiallinen stabiilius osoitettiin pitkään säilytettyä näytettä tutkimalla. Mitattuja tuloksia analysoitiin mm. matemaattisilla sovitteilla ja vertailulla aiempiin julkaisuihin.
Tässä diplomityössä syntetisoitiin kultananoklustereita polyvinyylialkoholista valmistettuun, kultaioneja sisältävään polymeeriohutkalvoon käyttäen pienitehoista jatkuvatoimista laseria. Tiettävästi tällä menetelmällä ja näistä materiaaleista syntetisoiduista nanoklustereista ei ole julkaistu aiempia tuloksia. Muodostuneiden kultananoklustereiden ominaisuuksia karakterisoitiin laboratoriossa käyttämällä mittausjärjestelyä, joka toimi fluoresenssimikroskooppina ja jolla pystyttiin samanaikaisesti seuraamaan näytteen fluoresenssiemissiospektriä. Virittävälle säteilylle altistetuista näytteistä havaittiin kirkas ja vakaa fluoresenssiemissio ja näytteisiin onnistuttiin tekemään yksinkertaista laserkirjoitusta, mikä osoittaa nanoklustereiden syntetisoinnin ja stabiloinnin onnistuneen. Viritettäessä nanoklustereita laserilla, jonka aallonpituus oli 473 nm, niiden emittoiman fluoresenssisäteilyn maksimikohta oli noin 570 nm. Sekä näytteiden intensiteetin, että spektrin muuttumista ajan funktiona tutkittiin altistamalla ne lasersäteilylle eri tehoilla. Lisäksi näytteiden kemiallinen stabiilius osoitettiin pitkään säilytettyä näytettä tutkimalla. Mitattuja tuloksia analysoitiin mm. matemaattisilla sovitteilla ja vertailulla aiempiin julkaisuihin.