ХІМІЯ, ФІЗИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ ПОВЕРХНІ

ISSN 2518-1238 (Online), ISSN 2079-1704 (Print)

Наноструктури (НС) оксиду цинку вирощено на тонких острівцевих плівках благородних металів срібла та золота з метою вивчення їхньої фотокаталітичної активності. Рентгенограми показують, що НС на поверхні Si, Au/Si та Ag/Si підкладках не є текстурованими і складаються із кристалітів з різною оріентацією. Зображення СEM свідчать про те, що наноструктури ZnO демонструють розвинену 3D морфологію з агломерованими мікрочастинками ZnO. Методами рентгенівського дифракційного аналізу та СEM встановили, що мікроструктура вирощених на пластинах Si, Au/Si та Ag/Si наноструктур ZnO практично ідентична, але вимірювання комбінаційного розсіювання світла демонструють значну різницю між НС ZnO/Ag/Si та НС ZnO/Au/Si. Збільшення інтенсивності фононної моди A1(LO) для НС ZnO/Ag/Si порівняно з НС ZnO/Si та ZnO/Au/Si свідчить про збільшення розупорядкованості кристалічної структури. Виявлено, що фотокаталітична активність зразків ZnO/Ag/Si вдвічі вища, ніж для зразків ZnO/Au/Si та ZnO/Si. Показано, що фотолюмінесценція НС ZnO, вирощених на пластинах Ag/Si, була підсиленою як в УФ, так і у видимому діапазонах оптичного спектра. Таким чином, наявність тонкої плівки Ag на підкладці Si забезпечує більш ефективний спосіб перенесення заряду від напівпровідника ZnO до молекул барвника МО, що може бути зумовлено збудженням поверхневих плазмонних коливань у острівцевій металевій плівці або дифузією срібла в НС ZnO. Встановлено, що НС ZnO у розведенні 1:10 не були токсичними для клітин Hep-2 та MDCK. Досліджувані НС ZnO без фотоактивації не проявляли віруліцидної активності проти аденовірусу людини серотипу 2 (HAdV2) і вірусу грипу А (H1N1) штаму A/FM/1/47, про що свідчить невелике зниження або підвищення титру вірусу в присутності наноструктур. У майбутньому перспективним є дослідити вплив наноструктур ZnO на інфекційні титри вірусів при фотоактивації.

Baibara O.E., Radchenko M.V., Karpyna V.A., Ievtushenko A.I. A review of the some aspects for the development of ZnO based photocatalysts for a variety of applications. Phys. Chem. Solid State. 2021. 22(3): 585. https://doi.org/10.15330/pcss.22.3.585-594

Qi K., Cheng B., Yu J., Ho W. Review on the improvement of the photocatalytic and antibacterial activities of ZnO. J. Alloys Compd. 2017. 727: 792. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.08.142

Wang D., Pillai S.C., Ho S.-H., Zeng J., Li Y., Dionysiou D.D. Plasmonic-based nanomaterials for environmental remediation. Appl. Catal. B. 2018. 237: 721. https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2018.05.094

Xie W., Li Y., Sun W., Huang J., Xie H., Zhao X. Surface modification of ZnO with Ag improves its photocatalytic efficiency and photostability. J. Photochem. Photobiol. A. 2010. 216(2-3): 149. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2010.06.032

Bouzid H., Faisal M., Harraz F.A., Al-Sayari S.A., Ismail A.A. Synthesis of mesoporous Ag/ZnO nanocrystals with enhanced photocatalytic activity. Catal. Today. 2015. 252: 20. https://doi.org/10.1016/j.cattod.2014.10.011

Zhang C., Li Y., Shuai D., Shen Y., Wang D. Progress and challenges in photocatalytic disinfection of waterborneViruses: A review to fill current knowledge gaps. Chem. Eng. J. 2019. 355: 399. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.158

Liao C., Jin Y., Li Y., Tjong S.C. Interactions of Zinc Oxide Nanostructures with Mammalian Cells: Cytotoxicity and Photocatalytic Toxicity. Int. J. Mol. Sci. 2020. 21(17): 6305. https://doi.org/10.3390/ijms21176305

Ievtushenko A., Karpyna V., Eriksson J., Tsiaoussis I., Shtepliuk I., Lashkarev G., Yakimova R., Khranovskyy V. Effect of Ag doping on the structural, electrical and optical properties of ZnO grown by MOCVD at different substrate temperatures. Superlattices Microstruct. 2018. 117: 121. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.03.029

Romanyuk V.R., Kondratenko O.S., Kondratenko S.V., Kotko A.V., Dmitruk N.L. Transformation of thin gold films morphology and tuning of surface plasmon resonance by post-growth thermal processing. Eur. Phys. J. Appl. Phys. 2011. 56(1): 10302. https://doi.org/10.1051/epjap/2011110135

Ahmad M., Ahmed E., Zhang Y., Khalid N.R., Xu J., Ullah M., Hong Z. Preparation of highly efficient Al-doped ZnO photocatalyst by combustion synthesis. Curr. Appl. Phys. 2013. 13(4): 697. https://doi.org/10.1016/j.cap.2012.11.008

European Collection of Animal Cell Cultures Catalog. Porton Down: Salisbury (UK) PHLS Centre of Applied Microbiology and Research, 1990.

He Y.T., Wan J., Tokunaga T. Kinetic stability of hematite nanoparticles: the effect of particle sizes. J. Nanopart. Res. 2008. 10: 321. https://doi.org/10.1007/s11051-007-9255-1

Kohn L.K., Foglio M.A., Rodrigues R.A., Sousa I.M., Martini M.C., Padilla M.A. In-Vitro Antiviral Activities of Extracts of Plants of The Brazilian Cerrado against the Avian Metapneumovirus (aMPV). Rev. Bras. Cienc. Avic. 2015. 17(3): 275. https://doi.org/10.1590/1516-635X1703275-280

Zhang Y., Lin B., Sun X., Fu Z. Temperature-dependent photoluminescence of nanocrystalline ZnO thin films grown on Si (100) substrates by the sol-gel process. Appl. Phys. Lett. 2005. 86(13): 131910. https://doi.org/10.1063/1.1891288

Galdámez-Martinez A., Santana G., Güell F., Martínez-Alanis P.R., Dutt A. Photoluminescence of ZnO Nanowires: A Review. Nanomaterials. 2020. 10(5): 857. https://doi.org/10.3390/nano10050857

Karpyna V., Ievtushenko A., Kolomys O., Lytvyn O., Strelchuk V., Tkach V., Starik S., Baturin V., Karpenko O. Raman and Photoluminescence Study of Al,N-Codoped ZnO Films Deposited at Oxygen-Rich Conditions by Magnetron Sputtering. Phys. Status Solidi B. 2020. 257(6): 1900788. https://doi.org/10.1002/pssb.201900788

Ko Y.H., Yu J.S. Silver nanoparticle decorated ZnO nanorod arrays on AZO films for light absorption enhancement. Phys. Status Solidi A. 2012. 209(2): 297. https://doi.org/10.1002/pssa.201127480

Singh T., Pandya D.K., Singh R. Surface plasmon enhanced bandgap emission of electrochemically grown ZnO nanorods using Au nanoparticles. Thin Solid Films. 2012. 520(14): 4646. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.11.074

Cheng P., Li D., Yuan Z., Chen P., Yang D. Enhancement of ZnO light emission via coupling with localized surface plasmon of Ag island film. Appl. Phys. Lett. 2008. 92(4): 041119. https://doi.org/10.1063/1.2839404

Damen T.C., Porto S.P.S., Tell B. Raman Effect in Zinc Oxide. Phys. Rev. 1966. 142(2): 570. https://doi.org/10.1103/PhysRev.142.570

Sharma S.K., Exarhos G.J. Raman Spectroscopic Investigation of ZnO and Doped ZnO Films, Nanoparticles and Bulk Material at Ambient and High Pressures. Solid State Phenomena. 1997. 55: 2. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.55.32

Strelchuk V.V., Kolomys O.F., Golichenko B.O., Boyko M.I., Kaganovich E.B., Krishchenko I.M., Kravchenko S.O., Lytvyn O.S., Manoilov E.G., Nasieka Iu.M. Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron. 2015. 18(1): 46. https://doi.org/10.1155/2015/203515

Kuriakose S., Choudhary V., Satpati B., Mohapatra S. Enhanced photocatalytic activity of Ag-ZnO hybrid plasmonic nanostructures prepared by a facile wet chemical method. Beilstein J. Nanotechnol. 2014. 5: 639. https://doi.org/10.3762/bjnano.5.75