Search papers

Article details

  • Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials
  • Vol: 64, Issue: 1, 2012
  • pp: 11-21

download: article (PL)

Influence of deposition conditions of titania thin films by magnetron sputtering on catalytic, hydrophilic and bactericidal properties of the layers

Abstract (EN)

As is generally known there are actually two distinct photo-induced phenomena in TiO2. The fi rst is the well-known photocatalytic phenomenon, which leads to the breakdown of organics, and the second, more recently discovered one involves high wettability. The latter phenomenon has been termed “superhydrophilicity”. In this work, fi lm parameters influencing the photocatalytic activity and hydrophilicity were investigated. To do that thin films of TiO2 were prepared by magnetron sputtering. Ethanol concentration versus time was measured and reaction rates for the photocatalytic breakdown were calculated. Wettability conversion was analysed by the measurement of contact angle as a function of UV illumination time. Contact angle decrease rate was also calculated. Antimicrobial activity of the films deposited on conventionally produced ceramic wall tiles against Salmonella Enteritidis, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Escherichia coli was determined. The results clearly indicated that the bactericidal action of UV radiation was much stronger on the surfaces of tiles with TiO2 than on the tiles uncovered. In conclusion, the use of ceramic wall tiles coated with TiO2 films in hospitals, clinics, outpatient clinics and doctors’ surgeries and veterinary clinics as well as in food processing industry, catering outlets, laboratories, and wherever UV radiation is applied to disinfect the surface should greatly improve the efficiency of disinfection and help to radically improve the hygienic conditions prevailing in these areas.

Keywords (EN): TiO2, Thin films, Magnetron sputtering, Photocatalysis, Wettability, Sterilization

Wpływ warunków osadzania cienkich warstw dwutlenku tytanu metodą magnetronowego rozpylania jonowego na ich właściwości katalityczne, hydrofilne i bakteriobójcze

Tomaszewski H., Jach K.

Abstract (PL)

Jak powszechnie wiadomo, w przypadku dwutlenku tytanu mają miejsce dwa zjawiska indukowane światłem. Pierwsze, dobrze już poznane zjawisko fotokatalizy, które prowadzi do rozkładu wielu związków organicznych i drugie, związane z wysoką zwilżalnością i zwane superzwilżalnością. Oba zjawiska są od wielu lat badane. Jednak nadal uważa się, że właściwości fotokatalityczne i hydrofi lne warstw dwutlenku tytanu są zależne od sposobu wytwarzania, a poszukiwanie i wyjaśnianie czynników strukturalnych i technologicznych odpowiedzialnych za ich wielkość jest ciągle aktualne. W niniejszej pracy przezroczyste i mechanicznie odporne cienkie warstwy nanoziarnowego dwutlenku tytanu wytwarzano metodą magnetronowego rozpylania jonowego. Określono czynniki technologiczne wpływające na właściwości warstw. Warstwy charakteryzowano przy użyciu SEM i dyfrakcji rentgenowskiej. Dla oceny aktywności katalitycznej warstw TiO2 mierzono rozkład etanolu w specjalnie zbudowanym do tego celu stanowisku z wykorzystaniem spektrometru masowego. Pomiary kąta zwilżania przez wodę wykazały, że cienkie warstwy są hydrofobowe jeśli pozostają w ciemności. Podczas naświetlania UV warstwy konwertują do hydrofi lnych. Dla porównywania jakości uzyskanych warstw obliczano szybkość reakcji rozkładu etanolu i szybkość spadku kąta zwilżania. Przeprowadzone badania wykazały, że wytworzone warstwy posiadają również właściwości bakteriobójcze, co sprawdzono na czterech szczepach popularnych, szpitalnych bakterii: gronkowiec, salmonella, pałeczka jelitowa oraz pałeczka ropy błękitnej. Obecność warstw dwutlenku tytanu na powierzchni ceramicznych płytek ściennych zwiększa 3-6 razy szybkość likwidacji bakterii w stosunku do płytek bez tych warstw.

Keywords (PL): TiO2, cienkie warstwy, magnetronowe rozpylanie jonowe, fotokataliza, zwilżalność, sterylizacja

return…