Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
90 
T3: O–9 
Octavinyl and ctaphenyl silsesquioxane thin films 
 
Bartosz Handke
1
, and Natalia Gębicka
1
 
 
1 
AGH University of Science and Technology, Faculty of Material Science and Ceramics, Al. 
Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland, e-mail: [e-mail] 
 
 
The cage shaped molecules with empirical formula (RSiO
1,5
)
n
 in which R stands for organic 
substituent called polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) are recently intensively studied 
among  many  hybrid,  organic-inorganic  materials.  The  inorganic  core,  based  on  Si-O  bonds 
provides  excellent  thermal  and  mechanical  stability  and  the  organic  substitute  provide  desire 
functionality  of  the  POSS  molecule.  The  well-defined  molecular  structure  makes  POSS 
molecules a perfect candidate for the nano blocks in design of the new materials. In our studies, 
we  focused  on cubic shaped POSS  molecules  with  vinyl  or  phenyl  organic  groups attached  at 
each corner. In terms of electronic properties both, phenyl and vinyl groups are closely related, 
because of sp
2
 hybridized carbon atoms. Moreover, both silsesquioxane crystalize well in form 
of molecular crystals. Nevertheless, as thin films, thus material with broken symmetry, vinyl and 
phenyl POSS exhibit extremely different growth behavior and thin film structures. 
 
Thin films were fabricated by means of molecular beam deposition techniques under UHV 
conditions. Clean silicon wafers were used as a template for thin film growth. In order to fully 
investigate  the  structure  and  morphology,  research  has  been  based  on  X-Ray  Reflectivity 
spectroscopy, Grazing Incidence X-Ray Diffraction and Atomic Force Microscopy.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
91
T3: O–10 
Spectroscopic studies of nanocomposite ceramic layers 
 
Aleksandra Wesełucha-Birczyńska
1
, Elżbieta Długoń
2
, Jan Pukalski
1
, 
Wiktor Niemiec
2
, and Marta Błażewicz
2
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Ingardena 3, Krakow, Poland, e-mail: 
[e-mail] 
2 
Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH-University of Science and Technology, 
Mickiewicza 30, 32-043 Kraków, Poland 
 
 
Discovery  and  introduction  of  new  or  improved  materials  and  nanomaterials  stimulate  the 
progress in medical diagnosis, and therapy [1]. For biomaterials the most important attribute is their 
biofunctionality  and  biocompatibility,  which  means  type  and  character  of  the  interaction  with  host 
cells and fluids [2]. 
 
Two  types  of  novel  nanocomposite  layers,  produced  using  the  electrophoretic  deposition,  have 
been tested. The base for both layers was stainless steel. First nanocomposite layer was constructed of 
nano-hydroxyapatite  (nHAp)  covered  with  a  layer  of  carbon  nanotubes  (CNTs),  and  the  second  of 
carbon  nanotubes  (CNTs)  covered  with  nano-silica  layer  (nSiO
2
).  The  layers  were  tested  by 
incubating them for 21 days in simulation body fluid (SBF) solution. Additionally as a target a human 
serum  albumin  (HSA)  was  used  to  check  the  the  interaction  of  the  protein  with  surface.  The 
incubation periods set to: 2 min, 5 min, 10 min and 15 min, allowed us to estimate the dynamics of 
the interfacial interaction between nanomaterial and protein surfaces. 
 
A Renishaw inVia Raman micro-spectrometer, connected to a Leica microscope, was used for the 
measurements  of  the  Raman  spectra.  The  514.5  nm  beam  from  an  Ar
+
  ion  laser  was  focused  on  a 
samples  by  100×  magnifying,  a  high  numerical  aperture  (NA=0.9)  Leica  objective.  Atomic  force 
microscopy (AFM), performed on a Bruker atomic force microscope MultiMode 8, was used to image 
the outer atomic layers of the studied surfaces.  
 
The degree of crystallinity of studied layers, as D1/G Raman bands intensity ratio, was estimated 
[3].  It  is  equal  to  1.06±0.02,  1.16±0.02,  and  1.33±0.02  for  reference  CNTs  layer,  nHAp/CNT  and 
nHAp/CNTs/SBF sample, respectively. The layers with nano-silica show cystallinity parameter equal 
to  1.06±0.02,  0.656±0.02,  and  0.59±0.02  for  reference  CNTs  layer,  CNTs/nSiO
2
  and 
CNTs/nSiO
2
/SBF sample, respectively. Obtained data show the significant effect of the nanoceramic 
layer crystallinity of the nanocomposite surfaces and consequently on hydroxyapatite nucleation.  
 
Another  parameters  useful  to  estimate  the  degree  of  organization  on  the  surface  is 
D1/(G+D1+D2)  area  ratio  (R2  ratio)  [3].  R2  is  equal  to  0.55±0.01,  0.56±0.01,  and  0.66±0.01  for 
reference  CNTs  layer,  nHAp/CNTs  and  nHAp/CNTs/SBF  sample,  respectively.  R2  parameter  is 
equal  to  0.55±0.01,  0.44±0.02,  and  0.38±0.02  for  reference  CNTs  layer,  CNTs/nSiO
2
  and 
CNTs/nSiO2/SBF  sample,  respectively.  There  is  observed  an  increase  of  disorder  in  the  plane  for 
nHAp /CNTs, while the increase in order for the CNTs/nSiO
2
 layer.  
 
The interaction of the surface of both nanomaterials with the HSA protein leads to a significant 
decrease  in  crystallinity.  These  data  as  well  as  AFM  images  specify  kinetics  of  both  proteins 
deposition ratio. 
 
Keywords: Carbon nano-tubes (CNT); nHAp; nSiO
2
; Raman microspectroscopy; AFM   
 
Acknowledgment 
This project was financed from the National Science Centre (NCN, Poland) granted on the decision number DEC-
2013/09/B/ST8/00146 and UMO-2014/13/B/ST8/01195. 
 
References  
[1]  W.M.  Saltzman,  Biomed.  Eng.,  Bridging  Medicine  and  Technology,  2nd  ed.,  Cambridge  Univ.  Press, 
Cambridge, 2015. 
[2]  Biological and Biomedical Coatings Handbook: Applications, S. Zhang (Ed.),  CRC Press, 2011.  
[3]  O. Beyssac, B. Goffe, J.-P. Petitet, E. Froigneux, M. Moreau, J.-N. Rouzaud, Spectrochim. Acta A 59 (2003) 
2267. 
[4]  A.  Wesełucha-Birczyńska,  E.  Stodolak-Zych,  Sylvia  Turrell,  F.  Cios,  M.  Krzuś,  E.  Długoń,  A.  Benko, 
W.Niemiec, M. Błażewicz, Vib. Spectrosc., 85 (2016) 185–195. 

---