Поверхность пористого кремния в процессах гидрофилизации и гидролитической деградации

На основе анализа спектров инфракрасного поглощения прослежены изменения химического состава поверхностных слоев мезопористых кристаллов кремния, происходящие при их гидрофилизации за счет окисления в растворах перекиси водорода, а также в результате опосредованного, через промежуточное бромирование, и прямого нуклеофильного замещения связанного водорода гидроксилом. Выявлен спонтанный процесс атомной перегруппировки с переносом атомов кислорода от адсорбированных ОН-групп в нижележащие слои атомов кристаллического скелета, приводящий к воспроизведению связей Si–H на его поверхности: –Si–Si–OH $\to$ –Si–O–Si–H. Рассмотрена последовательность элементарных процессов, обеспечивающих гидролитическую деградацию пористого кремния в слабощелочных средах. Отмечена роль деформаций химических связей в пористом кристалле в промотировании процесса гидролиза кремния. Показано, что модифицирование поверхности пористого кремния с помощью бромирования и последующей обработки в воде позволяет существенно повысить скорость его гидролитической деградации в слабощелочных растворах, аналогичных по величине рН биологическим жидкостям.