Femtosecond filamentation and supercontinuum generation in silver-nanoparticle-doped water

The authors report the investigation of filament and supercontinuum generation by focusing a femtosecond laser beam into water doped with silver nanoparticles. The silver nanoparticles enhance the nonlinear optical response of water, leading to broadening of supercontinuum spectra in self-focused femtosecond filaments. During the propagation of the supercontinuum light in the filament, the silver nanoparticles preferentially scatter the short-wavelength light near the plasmon resonant wavelength peak, followed by the scattering of the long-wavelength light. Thus, a side view of the filament shows a full-color spectrum in the visible range, which is herein called "rainbow filament." (c) 2007 American Institute of Physics.

Síntese, caracterização e avaliação de materiais poliméricos com propriedades bactericidas

Nesta dissertação, foram preparados materiais poliméricos com atividade bactericida a partir de copolímeros de estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) e de celulose bacteriana. Três copolímeros à base de Sty e DVB foram sintetizados através da técnica de polimerização em suspensão aquosa. Os copolímeros foram preparados com diferentes estruturas porosas, por meio da variação da composição do sistema diluente. Um copolímero comercial macrorreticulado, Amberlite XAD4, de elevada área superficial, também foi usado neste estudo com o objetivo de comparar sua estrutura polimérica e seu desempenho com o dos copolímeros sintetizados. Os copolímeros de Sty-DVB foram caracterizados por meio da densidade aparente, área específica, diâmetro médio de poros, volume de poros, microscopias ótica e eletrônica de varredura, grau de inchamento, espectrometria de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica e análise elementar. Os copolímeros de Sty-DVB foram modificados quimicamente através da reação de nitração, seguida da reação de redução do grupo nitro a amino e posterior reação de diazotação e hidrólise do grupo sal de diazônio. Os copolímeros modificados contendo os grupos NH2 e OH foram utilizados como suporte para a ancoragem das nanopartículas de prata. As partículas de prata foram obtidas pela redução dos íons Ag+ empregando-se cloridrato de hidroxilamina como redutor e PVP como protetor de colóide. O teor de prata impregnada foi determinado pelo método volumétrico. A celulose bacteriana (BC) foi empregada como uma matriz para impregnação de nanopartículas de prata. Membranas de BC foram impregnadas com solução aquosa de AgNO3, a seguir foi realizada a redução dos íons Ag+ com três diferentes agentes redutores (hidrazina, hidroxilamina e ácido ascórbico) empregando ou não protetor de colóide (PVP ou gelatina). As membranas de BC/Ag0 obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X, análise termogravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A capacidade bactericida dos copolímeros de Sty-DVB, dos copolímeros funcionalizados e impregnados com prata e das membranas de BC/Ag0 foi avaliada através do método da contagem em placa contra suspensões de Escherichia coli, em diferentes concentrações (103 a 107 células/mL). Foi observado que os copolímeros de origem e os copolímeros modificados contendo os grupos NO2 e NH2 não apresentaram atividade bactericida contra suspensões de E. coli em nenhuma concentração. Por outro lado, os copolímeros modificados contendo o grupo OH apresentaram alguma atividade bactericida, embora abaixo do esperado devido à baixa incorporação de hidroxilas fenólicas. Os copolímeros modificados impregnados com Ag apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados, o que comprova que a ação bactericida é devida às partículas de prata ancoradas nos copolímeros. Os copolímeros modificados contendo o grupo OH impregnados com Ag mesmo possuindo menores teores de prata apresentaram maior ação bactericida do que os copolímeros modificados contendo o grupo NH2 impregnados com Ag. A maior ação bactericida pode ser atribuída à combinação da atividade bactericida das partículas de prata com a atividade dos grupos hidroxilas fenólicas mesmo que estes grupos estejam pouco incorporados nos copolímeros. Os compósitos de BC/Ag0 exibiram atividade bactericida contra E. coli que foi atribuída à ação das nanoparticulas de prata obtidas quando foi empregada a hidroxilamina como agente redutor e a gelatina como protetor de colóide

Synthesis and formation mechanism of silver nanowires by a templateless and seedless method

Silver nanowires in large quantities can be obtained through a simple method in the absence of a surfactant or polymer and without addition of external seeding nanocrystallites. A plausible mechanism was proposed to elucidate the formation mechanism of silver nanowires based on TEM studies.

Dynamic readout of subdiffraction-limited pit arrays with a silver superlens

Recent theoretical and experimental results suggested that the silver superlens could be constructed through controlling silver thin film thickness and preparation conditions, and applied in subdiffraction-limited optical imaging and optical lithography. In this work, we report another significant application of silver superlens-ultrahigh density optical data storage. With the silver superlens the subdiffraction-limited pit arrays on an optical disk are dynamically read out and the carrier-to-noise ratio can reach 25 dB for the thin film thickness of 46 nm. The readout laser power and readout velocity have little effect on the carrier-to-noise ratio. Additionally, in our experiment the silver thin film thickness needs to be controlled in the range from 20 to 80 nm.

On the dynamic readout of sub-diffraction-limit pit arrays with a silver thin film

Fast moving arrays of periodic sub-diffraction-limit pits were dynamically read out via a silver thin film. The mechanism of the dynamic readout is analysed and discussed in detail, both experimentally and theoretically. The analysis and experiment show that, in the course of readout, surface plasmons can be excited at the silver/air interface by the focused laser beam and amplified by the silver thin film. The surface plasmons are transmitted into the substrate/silver interface with a large enhancement. The surface waves at the substrate/silver interface are scattered by the sinusoidal pits of sub-diffraction-limit size. The scattered waves are collected by a converging lens and guided into the detector for the readout.

Space-selective co-precipitation of silver and gold nanoparticles in femtosecond laser pulses irradiated Ag+, Au3+ co-doped silicate glass

We report on space-selective co-precipitation of silver and gold nanoparticles in Ag+, Au3+ co-doped silicate glasses by irradiation of femtosecond laser pulses and subsequent annealing at high temperatures. The color of the irradiated area in the glass sample changed from yellow to red with the increase of the annealing temperature. The effects of average laser power and annealing temperature on precipitation of the nanoparticles were investigated. A reasonable mechanism was proposed to explain the observed phenomena. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of chromium intermediate layer on properties of silver coatings

Coatings with layer structures of Ag/glass, Ag/Cr/glass, and Ag/Cr-Ag/Cr/glass deposited with magnetron sputtering are investigated. The results indicate that the performance for reflectance, hardness, adherence, and humidity durability of the silver coatings with Ag/Cr/glass and Ag/Cr-Ag/Cr/glass structures are better than pure silver film. In addition, the silver coatings with an Ag/Cr-Ag/glass structure present more advantages than that of the Ag/Cr/glass. Reasons are analyzed accordingly. (C) 2004 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Thickness dependence of structure and optical properties of silver films deposited by magnetron sputtering

A series of silver films with different thickness were prepared under identical conditions by direct current magnetron sputtering. The optical properties of the silver films were measured using spectrophotometric techniques and the optical constants were calculated from reflection and transmission measurements made at near normal incidence. The results show that the optical properties and constants are affected by films' thickness. Below the critical thickness of 17 nm at which Ag film forms a continuous film, the optical properties and constants vary significantly as the thickness of films increases and then tends to a stable value which is reached at 41 nm. X-ray diffraction measurements were carried out to examine the structure and stress evolution of the Ag films as a function of films' thickness. It was found that the interplanar distance of (111) orientation decreases when the film thickness increases and tends to be close to that of bulk material. The compressive strains also decrease with increasing thickness. (C) 2007 Published by Elsevier B.V.