臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文中有三個研究主題，分別是研究金銀核殼奈米粒子的製備與鑑定、研究利用-射線還原銀奈米粒子的製備與鑑定與研究金奈米粒子多層膜的製備與鑑定。在金銀核殼奈米粒子的製備方面，本研究證實的利用金晶種添加量的不同，可以製備出不同大小的金銀核殼奈米粒子。透過改變藥劑順序、還原劑加入速度、添加還原劑的時間快慢等參數控制，可成功的製備出粒徑分佈狹窄的球形金銀核殼奈米粒子。在gamma-射線還原銀奈米粒子的製備方面，本研究成功的利用-射線還原銀奈米粒子，透過改變檸檬酸鈉濃度、乙醇添加量與gamma-射線照射的劑量，得到各種粒徑分佈與形狀的銀奈米粒子。在金奈米粒子多層膜的製備方面，本研究成功的製備出1、3、5、7、10層的金奈米粒子多層薄膜，並且配合旋轉塗佈 (spin coating) 達到密集的金奈米粒子沉積量。實驗結果證實薄膜厚度與層數成正比，此多層薄膜未來應用在藥物與環境的檢測上將有很大的可行性。

This thesis has three subjects which are preparation and characterization of gold/silver core/shell nanoparticles、preparation and characterization of silver nanoparticles use gamma-irradiation and preparation and characterization of gold nanoparticles multilayer. In the preparation of gold/silver core/shell nanoparticles、this research had demonstrated that employ different concentration of gold seed can produce different size of gold/silver core/shell nanoparticles. Moreover、change order of medicament、addition rate of reluctant、and addition opportune moment of reluctant was successfully manufactured gold/silver core/shell nanoparticles which are shape sphere and size distribution narrow. In the preparation of -irradiation reduction of silver nanoparticles、this research successfully utilized -irradiation reduction silver nanoparticles. By change concentration of sodium citrate、amount of ethanol alcohol and dose of -irradiation、we obtained silver nanoparticles which are different shape and size distribution. In the preparation of gold nanoparticle multilayer、this work had successfully manufactured 1、3、5、7、and 10 gold nanoparticles multilayer. Furthermore、cooperate with spin coating could reached densely deposition of gold nanoparticles and we had demonstrated that thickness of layers are direct ratio to number of layers. Besides、this multilayer will have feasibility application in pharmaceutical and environmental in the future.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII

第一章 序論 1
1.1奈米科技的起源和發展 1
1.1.1奈米的起源 1
1.1.2 奈米材料的定義 2
1.2 奈米材料的特性 5
1.3 奈米科技的發展與展望 7
1.4 研究動機 14

第二章 文獻回顧 16
2.1 金屬奈米粒子的介紹 16
2.2 不同大小奈米粒子製備方式 19
2.3 γ-射線還原法的介紹 20
2.4自組裝多層薄膜 23

第三章 實驗方法 27
3.1 實驗材料及藥品 27
3.2 實驗儀器 29
3.3 晶種成長 (seeding growth) 銀奈米粒子 30
3.4 -射線法製備銀奈米粒子 31
3.5 金奈米粒子多層膜 32

第四章 金銀核殼奈米粒子 34
4.1 研究動機與目的 34
4.2金奈米粒子的製備 34
4.3 探討不同藥品添加順序之影響 (方法一、方法二) 35
4.4 探討快速加入還原劑與慢速加入還原劑之影響 (方法三) 39
4.5 探討方法一、方法二與方法三之保存期限 42
4.6 探討金銀核殼奈米粒子保存在50 °C的環境下對於粒徑之影響49
4.7 探討加入硝酸銀時維持時間對於粒徑之影響 52

第五章 γ-射線法製備銀奈米粒子 60
5.1 研究動機與目的 60
5.2 探討不同濃度的檸檬酸鈉對於銀奈米粒子的影響 60
5.3 探討不同量的乙醇對於銀奈米粒子的影響 64
5.4 探討照射不同劑量對於銀奈米粒子的影響 68

第六章 金奈米粒子多層膜的製備 73
6.1 研究動機與目的 73
6.2 層數與厚度關係 73

第七章 結論 76
7.1 金銀核殼奈米粒子的製備與鑑定 76
7.2 利用-射線還原銀奈米粒子的製備與鑑定 77
7.3 金奈米粒子多層膜的製備與鑑定 77

參考文獻 78




表目錄
表4-1 不同晶種添加量所製備的奈米粒子，其粒徑與粒徑標準差。 39
表4-2 慢速加入抗壞血酸還原劑製備的金銀核殼奈米粒子粒徑統計表。 42
表4-3 金銀核殼奈米粒子在50 °C環境靜置不同時間下的粒徑統計表。 52
表4-4 顯示加入硝酸銀五分鐘後快速加入還原劑製備的金銀核殼奈米粒子粒徑統計表。 59
表4-5 顯示加入硝酸銀五分鐘後慢速加入還原劑製備的金銀核殼奈米粒子粒徑統計表。 59
表5-1 不同濃度檸檬酸鈉時的奈米粒子粒徑統計表。 64
表5-2 不同量乙醇下奈米粒子的粒徑統計表。 68
表5-3 照射不同劑量的奈米粒子粒徑統計表。 72
















圖目錄
圖1-1部份零維的奈米結構典型尺寸。 4
圖1-2 奈米粒子的幾何分類。 4
圖1-3 奈米生物技術之發展規劃。 13
圖2-1 金離子形成金奈米粒子的過程。 16
圖2-2 雙離子層圍繞著膠體金微粒。 18
圖2-3 奈米粒子電雙層提供庫倫排斥作用示意圖。 18
圖2-4 圖解γ-射線還原銀離子藉由檸檬酸穩定的重要機制。 21
圖2-5 不同濃度的PVP影響銀奈米粒子形成方式。 22
圖2-6 不同分子量的PVP影響銀奈米粒子形成方式。 22
圖2-7 經由光化學法途徑製備銀奈米粒子。 23
圖2-8 典型的自組裝分子結構。 24
圖2-9 金屬離子交換的流程介紹。 25
圖2-10 利用甲殼素與金奈米粒子反覆自組裝的多層膜。 26
圖2-11 兩種製備PDDA與銀奈米粒子多層膜的方法。 26
圖4-1 金奈米粒子利用加熱板加熱的 (a) 紫外-可見光光譜圖 (b) 掃瞄式電子顯微鏡的影像。 35
圖4-2 不同金奈米粒子溶液添加量下，金銀核殼奈米粒子的紫外-可見光光譜 (a) 方法一：先在金奈米粒子溶液中添加抗壞血酸 (b) 方法二：先在金奈米粒子溶液中添加硝酸銀。 36
圖4-3 不同金奈米粒子溶液添加量下，方法一所合成的金銀核殼奈米粒子在掃瞄式電子顯微鏡的影像，(a) 1 mL (b) 0.3 mL (c) 0.1 mL (d) 0.05 mL。其中0.01 mL未發現奈米粒子的顆粒影像。...............................................................................................37
圖4-4 不同金奈米粒子溶液添加量下，方法二所合成的金銀核殼奈米粒子在掃瞄式電子顯微鏡的影像，(a) 1 mL (b) 0.3 mL (c) 0.1 mL (d) 0.05 mL。其中，0.01 mL未發現奈米粒子。 38
圖4-5 慢速加入抗壞血酸還原劑製備金銀核殼奈米粒子的紫外-可見光光譜圖。 40
圖4-6 不同金奈米粒子溶液添加量下，慢速加入抗壞血酸還原劑所合成出來的金銀核殼奈米粒子在掃瞄式電子顯微鏡的影像，(a) 1 mL (b) 0.3 mL (c) 0.1 mL (d) 0.05 mL。其中0.01 mL未發現奈米粒子。 41
圖4-7 方法一製備的金銀核殼奈米粒子靜置在4 °C環境下，在1、2、4、6、9、15天所量測的紫外-可見光光譜。 43
圖4-8 方法一製備的金銀核殼奈米粒子靜置在4 °C環境下，在 (a) 1 (b) 2 (c) 4 (d) 6 (e) 9 (f) 15天所拍攝的掃瞄式電子顯微鏡的影像。 44
圖4-9 方法二製備的金銀核殼奈米粒子靜置在4 °C環境下，在1、2、4、6、9、15天所量測的紫外-可見光光譜。 45
圖4-10 方法二製備的金銀核殼奈米粒子靜置在4 °C環境下，在 (a) 1 (b) 2 (c) 4 (d) 6 (e) 9 (f) 15天所拍攝的掃瞄式電子顯微鏡的影像。 46
圖4-11 方法三製備的金銀核殼奈米粒子靜置在4 °C環境下，在1、2、4、6、9、15天所量測的紫外、可見光光譜。 47
圖4-12 方法三製備的金銀合金奈米粒子靜置在4 °C環境下，在 (a) 1 (b) 2 (c) 4 (d) 6 (e) 9 (f) 15天所拍攝的掃瞄式電子顯微鏡的影像。 48
圖4-13 方法二製備的金銀核殼奈米粒子靜置在50 °C環境下，靜置0、2、4、6、8小時所量測的紫外-可見光光譜。製備條件：溶液中包含1 mL金奈米粒子溶液。 50
圖4-14 方法二製備的金銀核殼奈米粒子靜置在50 °C環境下，靜置(a) 0 (b) 2 (c) 4 (d) 6 (e) 8小時所拍攝的掃瞄式電子顯微鏡影像。製備條件：溶液中包含1 mL金奈米粒子溶液。 51
圖4-15 金銀核殼奈米粒子靜置不同時間在50 °C環境下粒徑統計圖。...........................................................................................52
圖4-16 加入硝酸銀之後，馬上加入抗壞血酸還原劑在不同金奈米粒子溶液添加量下，金銀核殼奈米粒子的紫外、可見光光譜 (a) 方法二 (b) 方法三。 54
圖4-17 加入硝酸銀之後，馬上加入抗壞血酸還原劑在不同金奈米粒子溶液添加量下，金銀核殼奈米粒子的掃瞄式電子顯微鏡影像。 (a) 0.3 mL (b) 0.1 mL (c) 0.05 mL以方法二製備； (d) 0.3 mL (e) 0.1 mL (f) 0.05 mL以方法三製備。 55
圖4-18 加入硝酸銀之後，等待五分鐘之後再加入抗壞血酸還原劑在不同金奈米粒子溶液添加量下，金銀核殼奈米粒子的紫外-可見光光譜 (a) 方法二， (b) 方法三。 57
圖4-19 加入硝酸銀之後，等待五分鐘之後再加入抗壞血酸還原劑在不同金奈米粒子溶液添加量下，金銀核殼奈米粒子的掃瞄式電子顯微鏡影像。(a) 0.3 mL (b) 0.1 mL (c) 0.05 mL為方法二所製備； (d) 0.3 mL (e) 0.1 mL (f) 0.05 mL為方法三所製備。.............................................................................................58
圖5-1 溶液中含有不同濃度的檸檬酸鈉、1 mM的硝酸銀、25 μL的乙醇，在照射100 Gy的γ-射線後的紫外-可見光光譜。 61
圖5-2 不同濃度檸檬酸鈉下的掃瞄式電子顯微鏡影像 (a) 0.1 mM (b) 0.25 mM (c) 0.5 mM (d) 1 mM (e) 1.5 mM (f) 2 mM (g) 2.5 mM (h) 3 mM (i) 4 mM (j) 5 mM。 63
圖5-3 溶液中含有不同量的乙醇、1 mM的硝酸銀、1 mM的檸檬酸鈉，在照射100 Gy的γ-射線後的銀奈米粒子紫外-可見光光譜。 65
圖5-4 不同量乙醇下的掃瞄式電子顯微鏡影像 (a) 5 μL (b) 10 μL (c) 25 μL (d) 50 μL (e) 75 μL (f) 100 μL (g) 125 μL (h) 150 μL (i) 175 μL (j) 200 μL。 67
圖5-5 照射不同劑量的γ-射線後的紫外-可見光光譜，溶液中含有1 mM的硝酸銀、1 mM的檸檬酸鈉、25 μL的乙醇。 69
圖5-6 照射不同劑量γ-射線後的紫外-可見光光譜，溶液中含有1 mM的硝酸銀、1 mM的檸檬酸鈉、25 μL的乙醇。 69
圖5-7 照射不同劑量的掃瞄式電子顯微鏡影像 (a) 20 Gy (b) 40 Gy (c) 60 Gy (d) 80 Gy (e) 100 Gy (f) 200 Gy (g) 360 Gy (h) 460 Gy (i) 533 Gy。 71
圖6-1 自組裝金奈米粒子多層膜以1、3、5、7、10層在矽晶圓上沉積的掃瞄式電子顯微鏡影像。 74
圖6-2 自組裝金奈米粒子多層膜的厚度與製備層數的關聯性。 74

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