Формирование пористого кремния

Мы использовали хорошо отработанную методику электрохимического травления монокристаллического кремния для формирования пористых слоев, после чего отделяли их от подложки и измельчали. Однако такой подход не позволял быстро получать частицы пористого кремния в достаточных для наших исследований объемах. Кроме того, пластины монокристаллического кремния – не самый бюджетный вариант материала для получения пористых частиц. В связи с этим мы приняли решение одновременно проводить исследования по формированию пористого кремния из оксида кремния биогенного происхождения путем его магниетермического химического восстановления. В качестве источника наших пористых частиц были выбраны бамбук и хвощ, содержат кремний в высокой концентрации.

Формирование наночастиц серебра на пористом кремнии

На поверхность пористого кремния мы осаждали серебро химическим контактно-обменным методом из водно-спиртовых растворов, содержащих нитрат этого металла в миллимолярной концентрации. Преимущества такого подхода заключаются в простоте его реализации, чистоте полученных покрытий из наночастиц серебра и низком расходе благородного металла, что привлекательно с точки зрения масштабирования и экономической эффективности процесса изготовления наших частиц.

Результаты

Впервые мы продемонстрировали фотолюминесценцию частиц биогенного пористого кремния из бамбука и хвоща, при помощи которых нам удалось визуализировать клеточные структуры. Также мы экспериментально доказали, что пористый кремний способен адсорбировать молекулы лекарств и высвобождать их в ходе его деградации в растворах с рН выше 7. Используя нифуроксазид в качестве тестового лекарственного препарата, загруженного в частицы биогенного пористого кремния, мы обнаружили его пролонгированную антибактериальную активность по отношению к кишечной палочкев сравнении с чистым нифуроксазидом. Кроме того, частицы пористого кремния, покрытые серебром, в сочетании с ГКР-спектроскопией позволили изучить молекулярный состав бактериальных клеток. Дополнительным результатом наших исследований стала разработка прототипов ЧПУ-станка для нарезки пластин кремния и двухкамерной ячейки для их электрохимической обработки для повышения эффективности процесса изготовления пористых частиц из монокристаллического кремния.