اسم الباحث : رقية خضير سلمان
اسم المشرف : أ.م. د. نغم محي التميمي
الكلمات المفتاحية :
الكلية : كلية العلوم
الاختصاص : علوم الفيزياء
سنة نشر البحث : 2025
تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث
استُخدمت تقنية الاستئصال بالليزر النبضي في السائل (PLAL) لإنتاج جسيمات نانوية من الفضة والنحاس، من الفضة والنحاس عالي النقاء. اعتبر التغير الأولي في لون المحلول المُحضر مؤشرًا قويًا على إنتاج الجسيمات النانوية للفضة والنحاس (AgNPs, CuNPs). استُخدم طولان موجيان مختلفان من ليزر النيوديميوم – ياك نانومتر(1064 و532) لاستئصال جسيمات الفضة والنحاس في 30 مل من الماء المقطر (DW). أجريت هذه العملية باستخدام طاقات تتراوح من 100 إلى 1000 مللي جول وعدد نبضات يتراوح من 100 إلى 2000 نبضة في الثانية. دُرست الخصائص الطيفية والبصرية للمحاليل المُحضرة باستخدام مطياف الامتصاص والانبعاث (PL). علاوة على ذلك، حُللت معلمات أخرى باستخدام برنامج Fityk، بما في ذلك العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) وشدة وموقع القمم الممتصة. أهم جانب في هذا العمل هو قياس استقرار الجسيمات النانوية المستخرجة بمرور الوقت باستخدام تقنية PLAL.
اعتمدت الدراسة تقنية نبضات الليزر في الماء المقطر لدراسة تأثير الطول الموجي (ضمن النطاق المرئي والممتد إلى الأشعة تحت الحمراء) والطاقة وعدد النبضات على حجم وتوزيع جسيمات الفضة والنحاس النانوية، وذلك باستخدام اختبارات مورفولوجية من خلال قياسات المجهر الإلكتروني الماسح عالي الدقة والمجهر الإلكتروني النافذ. حيث وُجد أن موضع جسيمات الفضة النانوية يبلغ ذروته عند λ≈ 415 نانومتر عند إثارة 532 نانومتر، بينما يبلغ ذروته عند إثارة 1064 نانومتر عند λ≈ 417 نانومتر، مما يشير إلى أن جسيمات الفضة النانوية المتولدة في المحاليل كروية أو شبه كروية الشكل. وقد أكدت اختبارات TEM هذه النتائج. بالنسبة لجسيمات النحاس، لوحظت قمم SPR تقع بين 585 و595 نانومتر باستخدام ليزر 532 نانومتر، وبين 588 و598 نانومتر باستخدام ليزر 1064 نانومتر عند طاقات محددة وأزمنة نبضية.
علاوة على ذلك، لوحظ أن متوسط حجم جسيمات النانو الفضية المُحضرة يتناقص بزيادة طاقة الليزر أثناء عملية الاستئصال باستخدام طول موجي 532 نانومتر، بأقطار تتراوح بين 14.50 نانومتر و51.27 نانومتر تقريبًا، مما يعكس تأثيرات اختلاف ظروف التنوي والتفاعلات الحرارية في الوسط السائل. ومع ذلك، يزداد متوسط حجم جسيمات النانو الفضية بزيادة طاقة الليزر أثناء عملية الاستئصال باستخدام طول موجي 1064 نانومتر وطاقة 760 ميلي جول، و2000 نبضة، بأقطار تتراوح بين 14.5 نانومتر و84.42 نانومتر تقريبًا، وفقًا لفحوصات FESEM. هذا التوازن الديناميكي بين التجزئة والنمو الحراري يُحدد خصائص الجسيمات النانوية المُحضرة.
بالإضافة إلى ذلك، استُخدمت قياسات جهد زيتا لقياس الشحنة السطحية، مما أثبت استقرار الشحنة السطحية لجسيمات الفضة النانوية المُحضرة بعد شهرين. وقد أكدت نطاقات الشحنة السطحية، من خلال جهد زيتا، استقرار جسيمات النانو النانوية المُصنّعة، والتي بلغت -35.5 ملي فولت و-31 ملي فولت على التوالي، بعد شهرين من التحضير.
Spectroscopic Characteristics Analysis of Silver/ Copper Colloidal Solution Prepared Using Pulsed Laser Ablation in Liquid Technique
Abstract
Pulsed Laser Ablation Technique in Liquid (PLAL) was used to produce silver and copper nanoparticles from high-purity silver and high-purity copper. The initial change in the colour of the prepared solution was a strong indicator of the nanoparticles (AgNPs, CuNPs) production. Two different wavelengths of Nd: YAG laser (1064 nm and 532 nm) were utilized to ablate silver and copper particles in 30 ml of distilled water (DW). This process was carried out using energies ranging from 100 mJ to 1000 mJ and pulse counts ranging from 100 to 2000 pulses per second. The spectral and optical properties of the prepared solutions were studied using an absorption and emission (PL) spectrometer. Furthermore, other parameters were analyzed using the Fityk software, including the full width at half maximum (FWHM), intensity, and position of the absorbed peaks. The most important aspect of this work is measuring the stability of the extracted nanoparticles over time using the PLAL technique.
The study has adopted the laser pulses technique in distilled water to examine the effect of wavelength, energy, and number of pulses on the size and distribution of silver and copper nanoparticles. Morphological tests were conducted using FESEM and TEM. It was found that the peak of silver nanoparticles appears around λ≈415 nm under 532 nm excitation, while under 1064 nm excitation, the peak is around λ≈ 417 nm, indicating that the silver nanoparticles generated in the solutions are spherical or quasi-spherical in shape. The TEM tests have confirmed these outcomes. As for the copper particles, the SPR peaks were observed between 585 and 595 nm using a 532 nm laser and between 588 and 598 nm using a 1064 nm laser at specific energies and pulse durations.
Furthermore, it was observed that the average size of the prepared AgNPs decreases upon an increase in laser energy during the ablation process
using the 532 nm wavelength with diameters ranging from approximately 14.50 nm to 51.27 nm. This reflects the effects of nucleation conditions and thermal interactions in the liquid medium. However, the average size of the silver nanoparticles increases with an increase in laser energy during the ablation process using a 1064 nm wavelength at an energy of 760 mJ, and 2000 pulses, with diameters ranging from approximately 14.5 nm to 84.42 nm according to the FESEM examination. This dynamic balance between fragmentation and thermal growth determines the properties of the prepared nanoparticles.
In addition, Zeta potential measurements were used to measure the surface charge, which demonstrated the stability of the prepared silver nanoparticles of the prepared silver nanoparticles after two months. The ranges of surface charge, through Zeta potential, have confirmed the stability of synthesized NPs, which were -35.5 mV and -31 mV, respectively, after two months of preparation


