Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/53539
Title: Preparation of silver nanoparticle thin films for sensing applications
Other Titles: การเตรียมฟิล์มบางของอนุภาคนาโนซิลเวอร์สำหรับการประยุกต์ทางการรับรู้
Authors: Dubas, Stephan Thierry
Advisors: Vimolvan Pimpan
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Vimolvan.P@Chula.ac.th
Subjects: Silver
Nanoparticles
Thin films
เงิน
อนุภาคนาโน
ฟิล์มบาง
Issue Date: 2007
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Silver nanoparticles were prepared by the reduction of silver nitrate with sodium borohydride in the presence of a polyelectrolyte acting as a capping agent. Different polyelectrolytes were used including poly(methacrylic acid, sodium salt), poly(acrylic acid, sodium salt), poly(4-styrene sulfonic acid-co-maleic acid, sodium salt), sodium alginate and humic acid. Their concentrations were varied from 0.1, 0.5, 1, 5 and 10 mM. All prepared solutions exhibited a strong plasmon band at the wavelength of 400 nm confirming the formation of silver nanoparticles. Layer-by-layer technique was used to deposit silver nanoparticles into thin films. The growth of these films was affected by the dipping time, the dilution and the ionic strength of the solution. Nanoindentation measurements revealed that the film hardness decreased when lower concentrations of capping agents were used in the preparation of the silver nanoparticles. Sensing properties of silver nanoparticles were then investigated in the forms of solution and thin film. It was found that only nanoparticles prepared in the presence of 0.1 mM of capping agents could be used for organic compound sensing. It was also observed that at this concentration, alginate-capped silver nanoparticle solution had the highest sensitivity to organic compounds while its thin film displayed a strong color shift from yellow in water to red in methanol and ethanol. The best detection was achieved when the ratio of alginate:silver nitrate was 0.1:1. In the case of herbicide sensing, it was found that the color of humic acid-capped silver nanoparticle solution changed from yellow to orange red and purple with increasing herbicide concentration. Furthermore, an improvement of the sensing sensitivity of the film could be done by the modification of film surface with a layer of polycationic polymer.
Other Abstract: อนุภาคนาโนซิลเวอร์สามารถเตรียมได้จากปฏิกิริยารีดักชันของซิลเวอร์ไนเตรตด้วยโซ-ดียมโบโรไฮไดรด์ในภาวะที่มีพอลิอิเล็กโทรไลต์ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารจับอนุภาคชนิดของพอลิอิเล็ก- โทรไลต์ที่ใช้ ได้แก่ เกลือโซเดียมของพอลิเมทาคริแอสิด เกลือโซเดียมของพอลิอะคริลิกแอสิด เกลือ โซเดียมของพอลิ 4-สไตรีนซัลโฟนิกแอสิด โซเดียมแอลจีเนต และกรดฮิวมิก โดยปรับเปลี่ยนความ เข้มข้นตั้งแต่ 0.1, 0.5, 1, 5 และ 10 มิลลิโมลาร์ สารละลายที่ได้ทั้งหมดแสดงแถบพลาสมอน ที่เข้ม ณ ความยาวคลื่น 400 นาโนเมตร ซึ่งเป็นการยืนยันการเกิดอนุภาคนาโนซิลเวอร์ การเตรียมฟิล์ม บางจากอนุภาคนาโนซิลเวอร์นี้ทำได้โดยใช้เทคนิคเลเยอร์บายเลเยอร์ ทั้งนี้ เวลาในการจุ่ม การเจือ จาง และแรงไอออนิกของสารละลายต่างส่งผลต่อการเติบโตของฟิล์ม ผลของการวัดรอยบุ๋มระดับ นาโนแสดงให้เห็นว่าความแข็งของฟิล์มลดลงเมื่อความเข้มข้นของสารจับอนุภาคที่ใช้ในการเตรียมอนุภาคนาโนซิลเวอร์มีค่าต่ำ การทดสอบสมบัติการรับรู้ของอนุภาคนาโนซิลเวอร์ทำในรูปแบบของสารละลาย และ ฟิล์มบาง โดยพบว่า เฉพาะฟิล์มที่เตรียมในภาวะที่ความเข้มข้นของสารจับอนุภาคเป็น 0.1 มิลลิโม- ลาร์เท่านั้นที่สามารถใช้สำหรับการรับรู้ต่อสารอินทรีย์ นอกจากนี้ ยังพบว่า ณ ความเข้มข้นนี้ สารละลายของอนุภาคนาโนซิลเวอร์ที่จับด้วยโซเดียมแอลจีเนตมีความไวต่อสารอินทรีย์สูงสุด และ ฟิล์มของอนุภาคนาโนซิลเวอร์ชนิดนี้ แสดงการเปลี่ยนของสีจากเหลืองในน้ำเป็นแดงในเมทานอล หรือเอทานอล โดยการรับรู้ที่ดีที่สุดเกิดขึ้นเมื่ออัตราส่วนของแอลจีเนตต่อซิลเวอร์ไนเตรตเป็น 0.1:1 ในกรณีของการรับรู้ต่อสารฆ่าวัชพืช พบว่า สีของสารละลายอนุภาคนาโนซิลเวอร์ที่จับด้วยกรดฮิว- มิกเปลี่ยนแปลงจากสีเหลืองเป็นส้มแดง และม่วง เมื่อความเข้มข้นของสารฆ่าวัชพืช เพิ่มขึ้น นอก จากนี้ การปรับความไวต่อการรับรู้ของฟิล์มยังสามารถทำได้โดยการดัดแปรผิวของฟิล์มด้วยพอลิ เมอร์ที่เป็นพอลิแคตไออนิก
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2007
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Materials Science
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/53539
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2007.2008
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2007.2008
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
stephan-thierry_du_front.pdf1.8 MBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_ch1.pdf421.08 kBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_ch2.pdf4.32 MBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_ch3.pdf1.26 MBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_ch4.pdf5.21 MBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_ch5.pdf394.98 kBAdobe PDFView/Open
stephan-thierry_du_back.pdf2.52 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.