УДК 544.227

Шмелева В.А., Белов Д.В., Калинина А.А., Успенская Г.И.

Роль оксидного слоя в процессах, протекающих на поверхностях Zn, Al, Si.  

Нижегородский Государственный Технический Университет

 им. Р.Е.Алексеева

This work this work about the study of influence of laser radiation on the properties of semiconductors and metals, the influence of surface properties on the behavior of E.coli bacteria cultures before and after irradiation by the laser.

Keywords: surface, semiconductors, metals, bacterium

Эта работа об изучении влияния лазерного облучения на свойства полупроводников и металлов, о влиянии поверхностных свойств на поведение культуры бактерий E.coli до и после облучения образцов лазером.

Ключевые слова: поверхность, полупроводники, металлы, бактерии

Широко изучено явление фотокатализа на поверхности полупроводниковых материалов, таких как кремний [1,2]. Предполагается, что при облучении кремния происходит, так называемая, фотокаталитическая адсорбция на его поверхности  молекул дикислорода и воды. В подобных условиях, очевидно, на поверхности должны образовываться активные формы кислорода (АФК), специфически связанные (хемосорбированные) с поверхностью.

Для проверки данной гипотезы, нами были изучены бактерицидные свойства поверхностей кремния, цинка и алюминия до и после облучения. В качестве объектов были выбраны образцы кремния марки КДБ, КДФ, образцы цинка  и алюминия (ч.д.а.) прямоугольной формы (S=1см²), толщиной 200, 300, 400 и 600 мкм. Источником облучения явился полупроводниковый лазер с длиной волны излучения λ=650 нм.

Образцы цинка и алюминия обезжиривали, промывали в дистиллированной воде и  обрабатывали спиртом. Далее образцы облучали в течение 1 минуты и наносили на облученную поверхность культуру бактерии  E.coli  в виде суспензии объемом 0,05 мл. Время экспозиции составляло 30 секунд. После экспозиции отбирали суспензию с поверхности образцов и переносили в чашки Петри на питательную среду – мясопептонный агар (МПА). После этого чашки Петри с культурой помещали в термостат на 24 часа, затем подсчитывали число колониеобразующих единиц (КОЕ). Аналогично проводили опыты с предварительно стравленным естественным оксидом с поверхности цинка (конц. HNO₃) и поверхности кремния (30%-ый р-р HF).

Бактерицидный эффект оценивали отношением числа жизнеспособных колоний, предварительно помещенных на облученные образцы в виде суспензии, к контрольному значению КОЕ. В качестве контроля использовали число жизнеспособных колоний бактерий, не помещенных на образцы.

Как показали эксперименты, бактерицидный эффект на образцах кремния выше, чем на образцах цинка. Эксперименты на поверхности алюминия показали отсутствие бактерицидного эффекта. Среди изученных образцов наибольшим бактерицидным эффектом обладали образцы кремния толщиной 300 мкм. Также наблюдали бактерицидный эффект необлученных поверхностей кремния, цинка и алюминия.

Для подтверждения гипотезы об определяющем влиянии АФК в гибели бактерий на поверхности, нами была изучена бактерицидность поверхностей цинка и кремния без слоя естественного оксида. Бактерицидный эффект в этом случае был выше. Гипотеза подтвердилась также данными о влиянии специфического реагента на АФК – нитросинего тетразолия хлорида (НСТ).

Литература

1. Бару В.Г., Волькенштейн Ф.Ф.Влияние облучения на поверхностные свойства полупроводников. – М.: «Наука»,1973.

2. Вашпанов Ю.А., Смынтына В.А. Адсорбционная чувствительность полупроводников. – Одесса: «Астропринт», 2005.