Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9364
Title: Σύνθεση, χαρακτηρισμός και μελέτη ιδιοτήτων νανοσωματιδίων και νανοδομών οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO) για τεχνολογικές και βιοϊατρικές εφαρμογές
Authors: Κοντοπούλου, Ιωάννα
Keywords: Οξείδιο του ψευδαργύρου
Σύνθεση νανοσωματιδίων
Ιοντικά υγρά
Νανοδομές
Υπέρηχοι
Κιτρικός ψευδάργυρος
Παλμιτικός ψευδάργυρος
Διένυδρος κιτρικός ψευδάργυρος
Καύση
Φαρμακευτικό μόριο
Πακλιταξέλη
Απελευθέρωση φαρμάκου
Keywords (translated): ZnO
Ionic liquid
Probe sonication
Zinc citrate dihydrate
Zinc pIcolinate
Zinc palmitate
Paclitaxel
Release
PEG
APTES
TEM
RAMAN
UV/Vis
TGA
PL
SEM
XRD
Abstract: To οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO) είναι ένας ημιαγωγός μεγάλου ενεργειακού χάσματος (3.2 eV) σε θερμοκρασία δωματίου. Έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για τις καταλυτικές, ηλεκτρικές, οπτοηλεκτρονικές και φωτοχημικές του ιδιότητες. Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι αρχικά η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός νανοσωματιδίων και νανοδομών ZnO με καύση πρόδρομων ενώσεων του ψευδαργύρου και μέσω της σύνθεσης σε ιοντικά υγρά παρουσία πεδίου υπερήχων. Στην παρούσα εργασία, ο κιτρικός ψευδάργυρος, ο πικολινικός ψευδάργυρος και ο παλμιτικός ψευδάργυρος χρησιμοποιήθηκαν ως πρόδρομες ενώσεις. Καύση των παραπάνω ενώσεων σε θερμοκρασίες 500, 650 και 800 oC οδήγησε στη δημιουργία ZnO με δομή βουρτσίτη. Η φασματοσκοπία Raman έδειξε κορυφές που αποδίδονται σε επιφανειακά φωνόνια και είναι χαρακτηριστικές για τους νανοκρυστάλλους. Υπολογισμός του ενεργειακού φάσματος των ενώσεων που παρήχθησαν δεν έδειξε διαφορές μεταξύ αυτών και του εμπορικού ZnO. Τα φάσματα φωτοφωταύγειεας έδειξαν σε κάποιες περιπτώσεις ισχύρή εκομπή στην περιοχή πράσινου/μπλέ του φάσματος. Το μέγεθος των κρυσταλλιτών αυξάνει με τη θερμοκρασία ενώ η μορφολογία είναι ενιαία με εξαίρεση την περίπτωση του παλμιτικού ψευδαργύρου στην οποία παρατηρούνται σφαιρίδια αποτελούμενα από συσσωματώματα κρυστάλλων. Η μορφολογία των νανοσωματιδίων και των νανοδομών του ZnO που δημιουργούνται σε ιοντικά υγρά κάτω από πεδίο υπερήχων εξαρτάται από τις παραμέτρους της διεργασίας. Αύξηση της συγκέντρωσης της πρόδρομης ένωσης ZnCl2 οδηγεί στη δημιουργία μεγαλυτέρων σωματιδίων. Αύξηση του χρόνου αντίδρασης έχει ως συνέπεια ελαφρά αύξηση του μεγέθους ενώ οδηγεί στο σχηματισμό νανοχτενών και δομώ σε μορφή λουλουδιών εμώ αυξάνοντας τον όγκο των αντιδρώντων δημιουργούνται νανοράβδοι. Τέλος συνεχής αντί για παλμική ακτινοβόληση με υπερήχους οδηγεί στη δημιουργία 1D νανοϊνών αντί για νανοράβδους. Τέλος οι νανοράβδοι ZnO τροποποιήθηκαν επιφανειακά με εισαγωγή αμινομάδων μέσω του APTES, καθ κατόπιν με ομοιοπολική σύνδεση της PEG. Τέλος, έγινε φόρτωση του αντικαρκινικού φαρμάκου πακλιταξέλη και μελέτη αποδέσμευσής του σε ρυθμιστικό διάλυμα pH 7.4. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόδοση της ενκαψυλίωσης του φαρμάκου κυμαίνεται από 42-60 % ενώ ή φόρτωση του φαρμάκου από 2,6-3,7 % . Τα αποτελέσματα απελευθέρωσης έδειξαν χαμηλό ποσοστό απελευθέρωσης για διάστημα 96 ωρών
Abstract (translated): Zinc Oxide (ZnO) is a wide band gap semiconductor with an energy gap of 3.3 eV at room temperature. It has been used considerably for its catalytic, electrical, optoelectronic and photochemical properties. In the present work, zinc citrate, zinc picolinate and zinc palmitate were used as precursor compounds. Combustion at temperatures of 500, 650 and 800 oC resulted in the formation of a pure crystalline ZnO with wurtzitic structure. The Raman spectroscopy showed peaks which usually occur in nanocrystals, and can be attributed to modes of surface vibration phonons. Calculation of the energy gap from the absorption spectra showed no significance difference that the calculation results of the energy gap, showed no significant difference in comparison with the bulk ZnO. The photoluminescence spectra of ZnO produced by combustion showed in some cases significant emission in the blue/green spectral area. The size of the crystallites increases with combustion temperature while morphology is uniform uniform with the exception in the case of zinc palmitate were spherical aggregates were observed. The morphology of the ZnO nanoparticles and nanostructures formed under the combined application of ionic liquids and ultrasounds depend on the process parameters. The effect of the concentration of the precursor ZnCl2 promoted the growth of larger nanoparticles. The increase of the reaction time led to a slight increase in the particle size while promoted the formation of nanocombs and agglomerates in the form of flowers. By increasing the volume of reactants hexagonal nanorods were formed. Finally, the study of the effect of the type of ultrasonic wave radiation (pulsed or continuous) showed that continuous irradiation promoted the formation of 1D nanofibers instead of hexagonal nanorods. Next, ZnO nanorods were modifined by introducing terminal amine groups through APTES and then by the covalent attachment of PEG and finally by loading the anticancer drug paclitaxel. The efficiency of drug encapsulation ranges from 42-60% and from 2.6 to 3.7%. The release studies of paclitaxel in a neutral buffer pH = 7.4, showed low release rate up to 96 hours.
Appears in Collections:Τμήμα Επιστήμης των Υλικών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kontopoulou(eY).pdf5.48 MBAdobe PDFView/Open


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