Покрытие на основе TiO2, сформированное на ткани методом магнетронного напыления. Фотоактивные свойства ткани

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведена оценка комплекса свойств полиэфирной ткани с покрытиями на основе диоксида титана, а также диоксида титана и серебра, полученными методом магнетронного напыления. Сопоставлены характеристики покрытий, сформированных магнетронным напылением и осаждением диоксида титана, полученного золь–гель-синтезом. С помощью колористического метода проведена оценка фотокаталитических свойств полиэфирной ткани с покрытиями, изучена устойчивость покрытий к истирающим воздействиям. С использованием счетного метода оценены антимикробные свойства ткани с покрытиями.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Н. П. Пророкова

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: npp@isc-ras.ru
Russian Federation, 153045 Иваново, ул. Академическая, 1

Т. Ю. Кумеева

Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук

Email: npp@isc-ras.ru
Russian Federation, 153045 Иваново, ул. Академическая, 1

Б. Л. Горберг

Ивановский государственный химико-технологический университет

Email: npp@isc-ras.ru
Russian Federation, 153000 Иваново, пр. Шереметевский, 7

References

  1. Prorokova N.P., Odintsova O.I., Rumyantseva V.E., Rumyantsev E.V., Konovalova V.S. Giving Improved and New Properties to Fibrous Materials by Surface Modification // Coatings. 2023. V. 13. Р. 139-141. https://doi.org/10.3390/coatings13010139
  2. Senić Ž., Bauk S., Vitorović-Todorović M., Pajić N., Samolov A., Rajić D. Application of TiO2 Nanoparticles for Obtaining Self-Decontaminating Smart Textiles // Sci. Technol. Rev. 2011. V. 61. № 3-4. Р. 63-72.
  3. Wang J., Zhao J., Sun L., Wang X. A Review on the Application of Photocatalytic Materials on Textiles // Text. Res. J. 2014. V. 85. № 10. Р. 1104-1118. https://doi.org/10.1177/0040517514559583
  4. Пророкова Н.П., Кумеева Т.Ю., Агафонов А.В., Иванов В.К. Модифицирование полиэфирной ткани наноразмерным диоксидом титана с целью придания фотоактивности // Перспективные материалы. 2017. № 1. С. 19-29.
  5. Пророкова Н.П., Кумеева Т.Ю., Холодков И.В. фотохимическая активность полиэфирных тканей, модифицированных наноразмерным диоксидом титана, допированным металлами // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2017. № 10. С. 2-8.
  6. Пророкова Н.П., Кумеева Т.Ю., Герасимова Т.В., Агафонов А.В. Влияние структуры нанокомпозитов на основе диоксида титана, допированного железом, на фотокаталитическую активность модифицированных ими полиэфирных тканей // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 12. С. 1365-1371. https://doi.org/10.7868/S0002337X17120181
  7. Prorokova N., Kumeeva T., Kholodkov I. Formation of Coatings Based on Titanium Dioxide Nanosols on Polyester Fibre Materials // Coatings. 2020. V. 10 (1). № 82. Р. 1-14. https://doi.org/10.3390/coatings10010082
  8. Пророкова Н.П., Хорев А.В., Вавилова С.Ю. Химический способ поверхностной активации волокнистых материалов на основе полиэтилентерефталата. Часть 1. Исследование действия растворов гидроксида натрия и препаратов на основе четвертичных аммониевых солей // Химические волокна. 2009. № 3. С. 11-16.
  9. Пророкова Н.П., Кумеева Т.Ю., Кузьмин С.М., Холодков И.В. Модифицирование поверхностно-барьерным разрядом полиэфирных волокнистых материалов в целях улучшения их гидрофильности // Журн. прикл. химии. 2016. Т. 89. № 1. С. 119–127.
  10. Артошина О.В., Милович Ф.О., Россоу Д.А., Горберг Б.Л., Исхакова Л.Д., Ермаков Р.П., Семина В.К., Кочнев Ю.К., Нечаев А.Н., Апель П.Ю. Структура и фазовый состав тонких пленок TiO2, нанесенных на поверхность металлизированных трековых мембран из полиэтилентерефталата методом реактивного магнетронного напыления // Неорган. материалы. 2016. Т. 52. № 9. С. 1010-1020. https://doi.org/10.7868/S0002337X16080029
  11. Xu Y., Xu W., Huang F., Wei Q. Preparation and Photocatalytic Activity of TiO2-Deposited Fabrics // Hindawi Publ. Corporation Int. J. Photoenergy. V. 2012. Р.852675. 5 p. https://doi.org/10.1155/2012/852675
  12. Красители для текстильной промышленности / Под ред. Бяльского А.Л., Карпова В.В. М.: Химия, 1971. 312 с.
  13. ASTM E2149 - 10 Standard Test Method for Determining the Antimicrobial Activity of Immobilized Antimicrobial Agents under Dynamic Contact Conditions. USA, 2001.
  14. Rincon A.G., Pulgarin C. Photocatalytical Inactivation of E. Coli.: Effect of (Continuous-intermittent) Light Intensity and of (Suspended-fixed) TiO2 Concentration // Appl. Catal. B: Environ. 2003. V. 44. № 3. P. 263-284. https://doi.org/10.1016/s0926-3373(03)00076-6
  15. Shchukin D.G., Ustinovich E.A., Kulik A.I., Sviridov D.V. Heterogeneous Photocatalysis in Titania-containing Liquid Foam // Photochem. Photobiol. Sci. 2004. V. 3. P. 157-159. https://doi.org/10.1039/b313935b
  16. Robertson J.M.C., Robertson P.K.J., Lawton L.A. A Comparison of the Effectiveness of TiO2 Photocatalysis and UVA Photolysis for Destruction of Three Pathogenic Microorganisms // J. Photohem. Photobiol. A: Chem. 2005. V. 175. № 1. P. 51-56. https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2005.04.033
  17. Prasad G.K., Agarwal G.S., Singh Beer, Rai G.P., Vijayaraghavan R. Photocatalytic Inactivation of Bacillus Anthracis by Titania Nanomaterials // J. Hazard. Mater. 2009. V. 165. Р. 506-510. https://doi.org/ 10.1016/j.jhazmat.2008.10.009
  18. Maness P.C., Smolinski S., Blake D.M., Huang Z., Wolfrum E.J., Jacoby W.A. Bactericidal Activity of Photocatalytic TiO2 Reaction: toward an Understanding of Its Killing Mechanism // Appl. Environ. Microbiol. 1999. V. 65. № 9. P. 4094-4098. https://doi.org/10.1128/AEM.65.9.4094-4098.1999
  19. Гончаров А.А., Добровольский А.Н., Костин Е.Г., Петрик И.С., Фролова Е.К. Структура и фотокаталитические свойства наноплёнок диоксида титана, осаждённых методом реактивного магнетронного напыления // Металлофиз. новейшие технол. 2014. Т. 36. № 5. с. 613-632.
  20. Kon K., Rai M. Metallic Nanoparticles: Mechanism of Antibacterial Action and Influencing Factors // J. Comparative Clin. Pathology Res. 2013. № 2/1. Р. 160-174.
  21. Palza H. Antimicrobial Polymers with Metal Nanoparticles // Int. J. Mol. Sci. 2015. V. 16. № 1. P. 2099-2116. https://doi.org/10.3390/ijms16012099
  22. Lemire J.A., Harrison J.J., Turner R.J. Antimicrobial Activity of Metals: Mechanisms, Molecular Targets and Applications // Nat. Rev. Microbiol. 2013. V. 11. Р. 371-384. https://doi.org/10.1038/nrmicro3028
  23. Gunawan C., Teoh W.Y., Marquis C.P., Amal R. Cytotoxic Origin of Copper(II) Oxide Nanoparticles: Comparative Studies with Micron-sized Particles, Leachate, and Metal Salts // ACS Nano. 2011. V. 5. № 9. P. 7214-7225. https://doi.org/10.1021/nn2020248
  24. Morones J.R., Elechiguerra J.L., Camacho A., Holt K., Kouri J.B., Ramírez J.T., Yacaman M.J. The Bactericidal Effect of Silver Nanoparticles // Nano-technology. 2005. V. 16. P. 2346-2353. https://doi.org/10.1088/0957-4484/16/10/059
  25. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы // Успехи химии. 2008. Т. 77. № 3. С. 242-269.
  26. Gonçalves M. C., Pereira J.C., Matos J.C., Vasconcelos H.C. Photonic Band Gap and Bactericide Performance of Amorphous Sol-Gel Titania: An Alternative to Crystalline TiO2 // Molecules. 2018. V. 23. Р. 1677. https://doi.org/10.3390/molecules23071677
  27. Xu Y., Wang H., Wei Q., Liu H., Deng B. Structures and Properties of the Polyester Nonwovens Coated with Titanium Dioxide by Reactive Sputtering // J. Coat. Technol. Res. 2010. V. 7. № 5. P. 637–642. https://doi.org/10.1007/s11998-010-9243-8
  28. Xu Y., Xu W., Huang F. Surface and Interface Analysis of Fibers Sputtered with Titanium Dioxide // J. Eng. Fibers Fabr. 2012. V. 7. № 4. Р. 7–12. https://doi.org/10.1177/155892501200700409
  29. Герасименко Ю.В., Логачёва В.А., Ховив А.М. Синтез и свойства тонких пленок диоксида титана // Конденсированные среды и межфазные границы. 2010. Т. 12. № 2. С. 113 - 118.
  30. Hou Y.- Q., Zhuang D.-M., Zhang G., Zhao M., Wu M.-S. Influence of Annealing Temperature on the Properties of Titanium Oxide thin Film // Appl. Surf. Sci. 2003. V. 218. P. 97-105.
  31. Eufinger K., Janssen E., Poelman H., Poelman D., De Gryse R., Marin G.B. The Effect of Argon Pressure on the Structural and Photocatalytic Characteristics of TiO2 Thin Films Deposited by d.c. Magnetron Sputtering // Thin Solid Films. 2006. V. 515. P. 425-429. https://doi.org/10.1016/J.TSF.2005.12.247
  32. Venkatachalam S., Hayashi H., Ebina T., Nanjo H. Preparation and Characterization of Nanostructured TiO2 Thin Films by Hydrothermal and Anodization Methods // Optoelectronics - Advanced Materials and Devices / Ed. Pyshkin S.L., Ballato J.M. Rijeka: InTech., 2013. http://dx.doi.org/10.5772/51254

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Ti distribution in the coating formed by magnetron sputtering on PET fabrics.

Download (61KB)
Indexing metadata
3. 2. Photocatalytic activity of a fabric with TiO2–based coatings: 1 - applied magnetron sputtering; 2 – obtained by sol–gel synthesis; 3 – applied magnetron sputtering and subjected to friction; 4 – obtained by sol–gel synthesis and subjected to friction.

Download (57KB)
Indexing metadata
4. 3. Photocatalytic activity of fabric with coatings based on: 1 – TiO2 deposited by magnetron sputtering; 2 – TiO2 obtained by sol–gel synthesis; 3 – TiO2 deposited by magnetron sputtering and subjected to friction; 4 – TiO2 obtained by sol–gel synthesis and subjected to friction; 5 – TiO2 and Ag deposited by magnetron sputtering; 6 – TiO2 and Ag obtained by sol–gel synthesis; 7 - TiO2 and Ag deposited by magnetron sputtering and subjected to friction; 8 – TiO2 and Ag obtained by sol–gel synthesis and subjected to friction.

Download (82KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Absorption spectra of the eosin solution: 1 – initial; 2 – after UV irradiation for 250 min; 3 - after interaction with a sample of HC fabric coated with TiO2 130 nm thick; 4 – after interaction with a sample of HC fabric coated with TiO2 130 nm thick, subjected to annealing; 5 – after interaction with a sample of HC fabric coated with TiO2 170 nm thick; 6 – after interaction with a sample of HC fabric coated with TiO2 170 nm thick, subjected to annealing.

Download (124KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».