Víceměřítkové hierarchické kompozitní systémy na bázi ZnO

Abstract

Předkládaná disertační práce ve formě komentovaného tematicky uspořádaného souboru původních článků s doprovodným teoretickým komentářem je zaměřena na přípravu víceměřítkových hierarchických kompozitních systému na bázi ZnO. V práci je aplikováno několik postupů přípravy zahrnujících jak botom-up, tak i top-down, metody vedoucí k různým formám nanokrystalického ZnO, jehož aplikační potenciál byl úspěšně demonstrován v různých oblastech. První studie pojednává o přípravě antibakteriálních hierarchických nanostrukturovaných ZnO sub-mikronových částic s morfologií připomínající maliny pomocí mikrovlnami asistované solvotermální syntézy. Hodnocení povrchové antibakteriální aktivity materiálu, který byl připraven zamícháním malého množství tohoto ZnO plniva do taveniny medicínského měkčeného polyvinylchloridu, prokázalo vynikající antibakteriální účinnost připraveného kompozitu. Metody vedoucí k různým morfologiím ZnO byly zkoumány v předběžné orientační studii, která prokázala mimořádnou všestrannost dvoustupňové syntézy (mechanochemická příprava prekurzoru následovaná mikrovlnnou solvotermální syntézou). Následující studie proto již byla zaměřena na ovlivnění povrchových vlastností nanostrukturovaných ZnO částic, které jsou často používány ve formě přísady do olejových nebo tukových disperzí. Třetí studie je proto zaměřena na přípravu povrchově modifikovaných nanostrukturovaných částic ZnO s různě velkým specifickým měrným povrchem a různou lipofilicitou. Tyto materiály byly taktéž připraveny kombinací mechanochemické přípravy prekurzoru následované mikrovlnnou solvotermální syntézou ZnO s in-situ povrchovou modifikací. Poslední dvě studie zahrnuté do disertační práce pojednávají o přípravě nanostrukturovaných porézních ZnO částic pomocí termického rozkladu z prekurzorů šťavelanu zinečnatého dihydrátu a peroxidu zinečnatého. Hlavní pozornost je zde věnována popisu změn strukturních a morfologických parametrů připravených mezoporézních nanostrukturovaných micročástic v závislosti na různé žíhací teplotě prekurzorů. Dále byl identifikován mechanismus růstu nanostrukturovaných mesoporézních ZnO mikročástic připravených termickým rozkladem šťavelanu zinečnatého dihydrátu a byly popsány základní parametry procesu slinování a růstu krystalů. Připravené částice byly následně úspěšně využity při testech fotokatalytické UV degradace metylové violeti 2B.