氧化鎢薄膜的結構、形態

近日，來自營口理工學院和佐治亞理工學院的一個團隊展示了他們的最新工作，描述了在不銹鋼基材上基於氧化鎢材料的薄膜塗層的和抗菌特性。

近幾十年來，氧化鎢（WO₃-X）作為最重要的過渡金屬氧化物之一，由於其在各種獨特的技術領域的廣泛應用，引起了人們的極大興趣。一般來說，氧化鎢薄膜的製備採用多種方法，如脈衝鐳射沉積、熱蒸發、濺射、化學氣相沉積、噴霧沉積、旋塗、溶膠凝膠旋塗和電沉積。

在氧氣/氬氣等離子體環境中，通過射頻磁控濺射W靶材，以60W的濺射功率製備薄膜。正如我們所知道的，試樣的表徵是根據薄膜表面的微觀結構和抗菌性能來進行的。該團隊研究了O₂/Ar比率對該薄膜的結構、形態和抗菌性的影響。他們採用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和傅裡葉變換紅外光譜（FTIR）等方法來評估沉積薄膜的特性。

X射線衍射峰分析表明，具有六方結構的WO₃相的（100）和（200）。此外，還得到了微應變、晶粒大小和位元錯密度。值得注意的是，通過將氧的百分比從10%增加到20%，晶粒尺寸從81納米減少到23納米，而薄膜的微應變和位元錯密度卻增加了。

SEM結果表明，WO₃薄膜是由相互連接的納米點組成的，呈鏈狀，球狀晶粒的直徑從10到100納米不等。傅立葉轉換紅外光譜顯示了四個不同的波段，分別對應於WO₃薄膜的O-W-O彎曲振動模式和W-O-W拉伸模式。

該團隊首次研究了鋼制不銹鋼基材上的薄膜對大腸桿菌的抗菌效果，據觀察表明，所有WO₃樣品上的細菌數量在24小時後都會減少。

該團隊的工作提供了一種策略，通過這種策略將氧化鎢薄膜用於抗菌目的，並提出WO₃薄膜是各種醫療應用的理想選擇，包括不銹鋼醫療工具、光學塗層和抗菌塗層。

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