Фотокаталитические свойства гибридных наноструктур на основе наночастиц TiO-=SUB=-2-=/SUB=- и полупроводниковых квантовых точек-=SUP=-*-=/SUP=-

Abstract

Поступила в редакцию 15.02.2018 г. Сформированы многослойные гибридные наноструктуры на основе наночастиц TiO 2 и полупроводни-ковых квантовых точек CdSe/ZnS. Продемонстрирована генерация активных форм кислорода гибридными наноструктурами под действием излучения видимого диапазона, что свидетельствует об эффективном фотоиндуцированном переносе электрона от квантовых точек к наночастицам диоксида титана в составе гибридных наноструктур. DOI: 10.21883/OS.2018.07.46273.60-18 ВведениеБактериальные инфекции представляют серьезную опасность для человечества. Несмотря на высокий уро-вень развития медицины, ежегодно от бактериальных инфекций умирает около 15 миллионов человек. По-явление новых штаммов устойчивых к антибиотикам бактерий значительно повышает опасность бактериаль-ных инфекций, и распространенные инфекции в ближай-шем будущем могут стать смертельными [1]. Хорошо известно, что многие наноматериалы обладают анти-бактериальным действием [2]. Одним из механизмов, приводящих к гибели бактерии, является окислительный стресс, вызванный взаимодействием бактерии с активны-ми формами кислорода (АФК) [3]. Наночастицы диокси-да титана (TiO 2 ) обладают высокой фотокаталитической активностью, что делает их перспективным антибакте-риальным агентом [4]. Наночастицы генерируют больше активных форм кислорода, чем их объемные аналоги благодаря большей площади поверхности наночастиц. Кроме того, средняя концентрация активных форм кис-лорода, генерируемых наночастицами TiO 2 , значительно выше, чем у других наночастиц оксидов металлов (ZnO, Al 2 O 3 , SiO 2 , Fe 2 O 3 , CeO 2 и CuO) [5]. Однако ширина запрещенной зоны TiO 2 составляет 3.2 eV и, следова-тельно, наночастицы TiO 2 поглощают исключительно излучение УФ диапазона, которое обладает стерилизу-ющими свойствами и небезопасно для человеческого организма [6]. Формирование гибридных наноструктур на основе наночастиц TiO 2 и полупроводниковых на-нокристаллов может решить эту проблему и способно объединить уникальные свойства компонент, входящих в их состав [7]. Полупроводниковые нанокристаллы, в * The 1st International School-conference for young researchers " Smart nanosystems for translation medicine", November 28−29, 2017, St. Petersburg, Russia. том числе и квантовые точки (КТ) широко используются в гибридных наноструктурах в качестве донора заряда и энергии, кроме того, характеризуются высоким коэф-фициентом экстинкции в видимой области спектра [8]. В случае гибридных наноструктур на основе КТ и наночастиц TiO 2 может быть реализован эффективный перенос электрона из зоны проводимости КТ в зону проводимости TiO 2 [9]. Таким образом, гибридные нано-структуры TiO 2 /КТ будут обладать антибактериальными свойствами под действием излучения видимого диапазо-на за счет фотопереноса электрона от КТ к наночастице TiO 2 , и эффективность этого процесса определяет потен-циальную антибактериальную активность структур.Формирование многослойных гибридных нанострук-тур позволяет добиться лучшей химической стабильно-сти гибридных структур по сравнению с коллоидными структурами. ...