层层自组装
层层自组装
短短的十多来年，在基础研究方面层层自 组装得到了巨大的发展。层层自组装适用 的原料已由最初的经典聚电解质扩展到聚 电解质、聚合物刷、无机带电纳米粒子如 MMT，CNT、胶体等。层层自组装适用介 质由水扩展到有机溶剂以及离子液体。层 层自组装的驱动力有静电力扩展到氢键， 卤原子，配位键，甚至化学键。
聚 电 解 质 （ polyelectrolyte ， PEL ） 一 般 是指高分子链上含有很多可离解基团的物 质。当聚电解质溶于水等介电常数较大的 溶剂中时，会产生高分子离子和低分子离 子，这些低分子离子就是抗衡离子。通常 将聚电解质分为阳离子型聚电解质和阴离 子型聚电解质以及同时含有阴阳两种基团 的高分子，即两性聚电解质，如蛋白质和 核酸属于两性聚电解质。
层层自组装
目录
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层层自组装简介
2 聚电解质层层自组装膜
3 聚电解质层层自组装胶囊
4
文献介绍
定义
层层自组装（layer-by-layer self-assembly， LBL）是上世纪90年代快速发展起来的一种 简易、多功能的表面修饰方法。层层自组装 是基于带相反电荷的聚电解质在液/固界面通 过静电作用交替沉积而形成多层膜。
其它作用
除了上述作用构筑多层膜外,其它的相互作用 如配位作用、卤键等也可用来作为成膜驱动 力。作用力不同，组装形成薄膜的形貌和结 构也有差异。上述所有这些作用力极大丰富 了层层自组装技术，也为功能性器件的构建 提供了更广泛的选择性。
基于阴阳离子聚电解质之间的静电作用 制备多层平板膜
层层自组装可以成功， 与以下两方面密不可分
（5）pH值
聚电解质自组装中溶液的pH值对所制得的膜 的分离性能有很大影响。近几年，越来越多 的弱聚电解质也开始用于层层自组装中，聚 电 解 质 溶 液 的 性 质 与 PH 值 息 息 相 关 。 因 为 pH值决定聚电解质的电离, 进而影响自组装 膜表面的电荷密度，一般溶液的pH值取阴、 阳两种离子电离常数的平均值。
层层自组装
囊的尺寸、厚度以及成分。
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催化方面的应用
Sasaki在PMMA球上实现料二氧化钛与Al13 Keggin 离子层层自组装制备无机层状薄膜， 随后加热除去
法。该方法操作简单、条件温和，特别适合制备具
有生物活力的薄膜。随着研究的不断深入，自组装 材料也逐渐从聚电解质扩展到生物大分子( 酶、DNA、 蛋白质等) 、无机纳米颗粒、染料等功能性物质。通 过层层自组装技术制备的生物大分子自组装膜，具
有结构高度有序、酶负载量可控等特性，在构筑生
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物传感器、生物芯片等领域具有重要意义。
后再将第二层带正(负)电荷的聚合物膜沉积在第一
层膜表面, 清洗干燥之后重复以上步骤, 直至得到 所需层数的多层膜。聚电解质分子链上的带电基团 之间相互吸引, 使层与层之间紧密吸附。
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层层自组装的制备
如下图所示, 聚磺化苯乙烯钠盐(PSS)分子链上含有 负电基团(-SO3-), 聚盐酸烯丙胺(PAH)分子链上含有
述操作步骤，即可制备理想层数CPAM/Laccase 多 35
催化方面的应用
CPAM/Laccase自组装膜的特点： (1)CPAM/Laccase自组装膜的活力随自组装层数的
增加呈线性增长，可通过控制自组装的层数实现可
控的酶负载量；
(2)漆酶在自组装膜中以颗粒状的形式均匀分布，自 组装膜的平均高度及均方根粗糙度随着自组装层数 的增大逐渐增大；
种分子水平级的多层双极化膜。
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层层自组装 PPT课件
催化方面的应用
纳米级或者微米级的胶囊状结构材料可以被应用在 药物、基因、染料等物质的包裹和释放方面，或使 用在催化和传感等领域， 因而此类材料的制备具有 较高的应用价值。此类材料的制备一般是在胶体颗 粒膜板上层层组装所需的物质，然后通过化学或者 加热处理，除去胶体颗粒模板而得到空胶囊，通过 对胶体颗粒和薄膜物质的选择，可以很好的控制胶 囊的尺寸、厚度以及成分。
Bruening等把聚电解质层层自组装PSS /PAH的纳 滤膜用于多种氨基酸分子的分离，有很好的分离效 果。
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分离方面的应用
纳滤膜不仅用于水中无机盐和有机分子的分离, 还能 应用于食品加工、石油工业、药物纯化和催化剂回 收等有机体系, 但现有的纳滤膜大都存在耐有机溶剂 性差、易溶胀和不耐高温等问题。聚电解质自组装 膜耐有机溶剂能力强, 适合于有机溶剂体系中物质的 分离。
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分离方面的应用
采用膜分离技术对海水及苦咸水进行淡化时,常用的 分离膜是反渗透膜。然而, 由于层层自组装纳滤膜具 有很高的荷电性, 能与离子之间形成强烈的静电排斥 作用, 能够同时去除水中一价离子和二价离子, 也能 应用于这一领域。
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分离方面的应用
层层自组装纳滤膜除了可对水中无机盐进行截留, 还 可对水中的有机物进行分离。Bruening 等制备的层 层自组装纳滤膜[PSS/PAH]45对染料、蔗糖等有机大 分子和无机盐小分子有很好的分离效果。
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层层自组装简介
层-层自组装(Layer by Layer Self Assembly, LbLSA)是利用逐层交替沉积的方法, 借助各层分子 间的弱相互作用(如静电引力、氢键、配位键等) , 使 层与层自发地缔和形成结构完整、性能稳定、具有 某种特定功能的分子聚集体或超分子结构的过程。
层层自组装多层膜的表征方法
层层自组装多层膜的表征方法层层自组装多层膜这玩意儿，就像是千层饼一样，一层一层的，要想好好了解它，那可得有不少奇妙的表征方法呢！首先啊，就像给人量身高体重一样，我们可以用椭圆偏振光谱法来测量多层膜的厚度。
这椭圆偏振光谱仪就像是一个超级精确的尺子，轻轻一扫，就能把多层膜每层的厚度都给量出来，比你量自己的腰围还准呢！不管这多层膜的层数有多复杂，它都能像数钱一样，一张一张给你数清楚每层的厚度情况。
接着，X射线光电子能谱（XPS）就像是个侦探。
它能把多层膜里元素的化学态都给揪出来。
就好像是在一个神秘的聚会里，它能准确说出每个元素是在干什么，有没有和其他元素“勾肩搭背”形成特殊的化学键。
这XPS 就像有透视眼一样，透过多层膜的层层伪装，看到元素们的本质。
还有原子力显微镜（AFM），这东西可厉害了。
它就像一个超级灵敏的手指，在多层膜表面轻轻抚摸，然后就能把表面的粗糙度啊、形貌啊什么的都告诉你。
它的探头就像是盲人的导盲棒，在多层膜这个“黑暗的迷宫”里探索，把表面的每一个小起伏都不放过，就像在找宝藏一样认真。
红外光谱（FT - IR）呢，就像是一个音乐鉴赏家。
多层膜里不同的化学键就像不同的乐器，FT - IR能够听出这些“乐器”演奏出的独特“音乐”，从而判断出里面有哪些化学键。
它就像能听懂化学键之间的对话一样，把多层膜的化学结构信息都给解读出来。
拉曼光谱也不甘示弱，它像是一个神奇的魔术师。
能把多层膜里分子振动的秘密给变出来。
就像从帽子里变出兔子一样，它能从看似普通的多层膜里找到那些关于分子结构的小秘密，让分子振动的小细节都无处遁形。
小角X射线散射（SAXS）就像一个X光机，不过它不是看骨头的，而是看多层膜内部的结构。
它可以像透过迷雾看物体一样，看到多层膜内部那些微观的结构，不管是有序的还是无序的，都逃不过它的法眼，就像孙悟空逃不过如来佛的手掌心。
再来看看扫描电子显微镜（SEM），这简直就是一个微观世界的摄影师。
一种医用镁合金表面抗菌抗炎症层层自组装复合涂层及其制备方法
一种医用镁合金表面抗菌抗炎症层层自组装复合涂层及其制备方法嘿，朋友们！今天咱来聊聊医用镁合金表面抗菌抗炎症层层自组装复合涂层及其制备方法。
这可真是个了不起的东西啊！咱就说，平时咱要是受伤了，伤口要是感染发炎了，那得多遭罪呀！就好像咱走路不小心摔了一跤，要是伤口处理不好，那感染起来可不是闹着玩的。
这医用镁合金表面的抗菌抗炎症涂层，就像是给伤口穿上了一层超级保护衣。
你想啊，这涂层就好比是一个坚固的城墙，把那些坏细菌、炎症因子啥的都给挡在外面，不让它们有机会来捣乱。
而且它还是层层自组装的呢，就像搭积木一样，一层一层地搭建起来，多厉害呀！制备这个涂层的过程呢，也挺有意思的。
就好像是个大厨在精心烹饪一道美味佳肴。
得选好材料，就像做菜得挑新鲜的食材一样。
然后按照特定的步骤，一步一步地来，不能着急，也不能马虎。
这涂层的好处可多了去了。
它不仅能抗菌，还能抗炎症，这可给患者省了不少心呢！不用再担心伤口感染恶化啦。
这就好像在战场上，有了这个涂层，就等于有了一支强大的护卫队，能保护我们的身体不受侵害。
咱再想想，如果没有这个涂层，那会怎么样呢？伤口可能会更容易感染，恢复起来也会更慢，患者得多遭多少罪呀！所以说，这个抗菌抗炎症层层自组装复合涂层真的是太重要啦！它就像是黑暗中的一盏明灯，为患者照亮了康复的道路。
而且随着科技的不断进步，这个涂层肯定会变得越来越好，越来越强大。
说不定以后啊，所有的医用材料上都有这么厉害的涂层呢！这医用镁合金表面抗菌抗炎症层层自组装复合涂层及其制备方法，真的是医学领域的一大创举啊！它让我们看到了科技的力量，也让我们对未来的医疗充满了信心。
咱就等着看它给我们带来更多的惊喜吧！。
层层自组装超疏水原理
层层自组装原理
用层层自组装的技术制备超薄膜,以水溶性聚阳离子和聚阴离子在带正电荷的平板基片上的交替沉积为例,（1）将带正电荷的基片先浸入聚阴离子溶液中,静置一段时间后取出,由于静电作用,基片上会吸附一层聚阴离子。
此时,基片表面所带的电荷由于聚阴离子的吸附而变为电负性；（2）洗涤基片表面,去掉以游离态存在基片上的聚阴离子,并将沉积有一层聚阴离子的基片干燥；（3）将上述基片转移至聚阳离子溶液中,基片表面便会吸附一层聚阳离子,表面电荷恢复为电正性；（4）洗涤基片表面,去掉以游离态存在基片上的聚阳离子,并将沉积有一层聚阳离子的基片干燥。
这样便完成了聚阳离子和聚阴离子组装的一个循环。
重复上述操作便可得到多层超薄膜，超薄膜的制备过程可描述如下图：
驱动力：（1）相反电荷间的静电或其他作用力的吸附。
由于阴阳离子间的静电吸附形成离子对,使得游离态的聚电解质能够沉积到底膜上来。
事实上,不仅仅静电力可以作为自组装的沉积驱动力,其他作用力比如氢键等也可以使聚合物有序地组装到一起；
（2）电荷的过渡补偿。
当溶液中的聚电解质沉积到底膜上中和了底膜上相反电荷时,这种沉积现象不会马上停止,而是聚电解质继续沉积到一定程度、底膜上的聚电解质和溶液中聚电解质之间的静电排斥力足够大为止。
此外,由于阴阳离子间强的离子键作用,能够有效地避免聚电解质
在溶液中的解吸附。
层层自组装技术制备功能性薄膜及其应用研究
层层自组装技术制备功能性薄膜及其应用研究近年来，层层自组装技术在制备功能性薄膜方面得到了广泛的应用和研究，成为了重要的研究领域之一。
层层自组装技术通过将离子、分子或聚合物层层沉积在基板上，形成不同的界面，进而制备出具有特定功能的薄膜。
本文将着重探讨层层自组装技术在功能性薄膜制备及其应用方面的研究现状和发展趋势。
一、层层自组装技术的基本原理层层自组装技术是指将带电离子、分子或聚合物层层沉积在基板上，通过静电相互作用和化学键作用形成多层薄膜的一种方法。
这种方法具有许多优点，如制备过程简单、适用性广、制备材料种类多样等，已成为功能性薄膜研究领域的热点之一。
层层自组装技术的基本流程包括以下几个步骤：①基板表面修饰；②离子吸附；③层间交联或化学键形成；④洗涤和干燥等。
层层自组装技术可根据不同的要求，调整各个步骤，制备出具有不同功能的薄膜。
二、层层自组装技术在抗腐蚀领域的应用研究层层自组装技术在抗腐蚀领域的应用研究是目前较为成熟的领域之一。
通过将含氮、含硫或其他活性基团的有机分子沉积在基板表面，形成一层保护薄膜。
这些有机分子能够与金属基体发生反应，形成较为稳定的化学键，从而保护金属基体免受腐蚀。
与传统的化学反应形成的薄膜相比，层层自组装形成的保护薄膜具有更高效、更均匀、更可控的优点。
研究表明，通过层层自组装技术制备的抗腐蚀薄膜，能够显著提高钢铁、铝合金等材料的耐腐蚀性能，极大地扩展了材料的使用寿命和应用范围。
三、层层自组装技术在光电领域的应用研究层层自组装技术在光电领域的应用研究近年来也取得了较为显著的进展。
通过多层沉积，形成具有特定光学和电学特性的微纳结构薄膜。
这些薄膜可广泛应用于光电器件制备和传感器技术等领域。
例如，通过层层自组装技术，制备出具有不同通量和选择性的多孔膜。
这些多孔膜可应用于纳滤和气体分离等领域。
此外，层层自组装技术还可用于制备柔性电子器件等。
近期研究表明，通过层层自组装技术制备出的柔性透明电极，具有优良的导电性能和较高的光透过率，具有广泛的应用前景。
纳米粒子外表面修饰层层自组装技术
纳米粒子外表面修饰层层自组装技术
想象一下，纳米粒子就像是特别特别小的小珠子，小到我们的眼睛都看不见。
这些小珠子的外面呀，就像给它们穿衣服一样，可以一层一层地加上不同的东西，这就是层层自组装啦。
比如说，我们可以把纳米粒子想象成一个小小的玻璃球。
最开始，这个玻璃球是光秃秃的。
然后呢，我们可以用一种像胶水一样的东西，在这个玻璃球的外面粘上一层彩色的纸，这就相当于给纳米粒子穿上了第一层衣服。
接着呀，我们又可以用另外一种材料，再在彩色纸的外面粘上一层亮晶晶的闪片，这就又加上了一层。
就这样，一层又一层地粘上去，就像我们给小娃娃一层一层地穿衣服一样。
他们把纳米粒子当作一个小飞船，然后一层一层地在这个小飞船的外面装上不同的东西。
第一层装上了一种能让小飞船顺利在身体里游动的东西，就像给小飞船装上了小翅膀。
第二层呢，装上了能找到病菌的东西，就像给小飞船装了一个小雷达。
最后一层，把药装在上面。
这样，这个带着药的小飞船就能顺利地在身体里游来游去，用小雷达找到病菌，然后把药送到病菌那里，把病菌打败啦。
层层自组装技术的研究进展及应用情况
二、层层自组装技术
层层自组装技术是一种制备智能表面材料的有效方法。该技术利用分子间的非 共价键相互作用，如静电引力、氢键等，将具有特定功能的单层材料层层组装 到基底表面。通过精细调控组装层的厚度和功能，可以实现材料性质的逐层优 化和定制。
三、层层自组装技术在智能表面 材料中的应用
1、传感器：利用层层自组装技术，可以将敏感材料和导电材料逐层组装到基 底表面，形成高灵敏度的传感器。这些传感器可以检测到生物分子、化学物质 等微小变化，为医疗、环境等领域提供重要信息。
二、研究进展
1、材料种类的扩展：最初，层层自组装技术主要应用于聚电解质和蛋白质等 生物分子的组装。近年来，随着研究的深入，该技术的应用范围逐渐扩展至金 属、无机非金属、高分子及复合材料等领域。这为制备具有优异性能的多层结 构材料提供了更多的可能性。
2、组装过程的优化：为了实现更精确、更快速地层层自组装，研究者们在组 装过程的优化方面进行了大量的研究。例如，通过改变溶液的pH值、离子强度 或温度等参数，可以实现对多层结构中各层厚度的精确控制。此外，一些新型 的组装技术如电场辅助层层自组装、光控层层自组装等也被开发出来，进一步 提高了组装效率和可控性。
参考内容二
引言
多全氟烷基化功能材料是一种具有特殊化学和物理性质的化合物，广泛应用于 电子、医药、化工等领域。由于其高度的化学稳定性和热稳定性，以及优异的 电绝缘性能，多全氟烷基化功能材料在许多领域中具有不可替代的作用。本次 演示将探讨多全氟烷基化功能材料的制备及结构性能研究。
材料制备
多全氟烷基化功能材料的制备主要通过以下步骤进行：
3、电绝缘性：由于全氟烷基的绝缘性质，多全氟烷基化功能材料具有良好的 电绝缘性能。
4、机械性能：多全氟烷基化功能材料具有良好的机械性能，包括耐磨性、耐 刮擦性等。
聚电解质的层层自组装模型及参数探讨
增长参数，ｌ０ ／ 代表指数增长强度，作为层数 的系数 ，当 ｌ 接近于 ０时指数模型趋于线 ｊ
性增 长模式 。 运 用此 模 型 ，刘 光 明等 研 究 了 自组 装 过程 中氯 化钠溶 液 的浓度 对组 装过 程 的影 响 ， 副 并对此 模型进 行 了改进 ，如 式 （ ） ２。
用 自组装 的方 法制 备 了相 反 电荷 的聚 电解质 多层 复合膜 ， 这种 方法 自组装形成 的聚 阴离 子和 聚 阳离 子多层 复合膜 被普遍报 道 ，并在 许多领 域 得到应 用 ，如渗 透膜１ ｌ 电膜１ ４ 、导 － ６１ －、生物
传感器【、 ８ 表面改性【、 】 抗静 电涂层【 及非线性光学器件 。 中对多层膜的组装机理【 】 。 其 们 、
摘
要 ：利用静电 自组装技术在载波片基底上制各 了壳聚糖， 磺化木质素多层薄膜，
并运用紫外 一可见 （ 一 ）光谱等方法对其组装过程进行 了表征。结果表明：壳 ＵＶⅥｓ 聚糖／ 磺化木质素层层 自组装是一个指数增长过程 ， 其指数增长的数学模型可 以描述
为： ， ×ｅ 】 ＝ａ ＋ｃ 其中 ｙ ， 代表膜增长过程的吸光度 、 频率、 质量、 厚度等物理性能，
文 章编 号 ：１ ０－４ ５２ １）１ ０ ６０ ０ ４８ ０ （０ ００ － ３ －７ ０
聚 电解质的层层 自组装模型及参数探讨
秦瑞娟 杜 聪 马 骁 何 ， ， ， 潇 沈 ， 青 幸 ，
（ ．东华大学 纤维材料改性国家重点实验室； １ ２ ．东华大学 高分子材料与工程系，上海 ２ １２ ） ０ ６ ０
”代表层数 ： 、 ａ ｂ和 ｃ 为常数 。由于许多文献报道的 自组装例也都可以用此指数增长
模型进行描述 ，为此结合实验和文献数据对影响参数 ａ 、ｂ和 ｃ的因素进行了探讨 。 关键词 ：聚 电解质 ；层层 自组装 ：增长模 型；参数
利用可控层层自组装法提高纤维素膜的力学性能
利用可控层层自组装法提高纤维素膜的力学性能I. 引言- 纤维素膜的应用与意义- 目前可控层层自组装法在纤维素膜制备中的应用情况- 论文的目的与意义II. 实验设计- 材料与仪器设备- 实验流程与步骤- 实验参数的设定与控制III. 结果与分析- 纤维素膜的制备和性能测试数据- 基于可控层层自组装法的制备纤维素膜与传统方法的纤维素膜性能比较分析- 分析可控层层自组装法对纤维素膜力学性能提高的影响因素IV. 讨论与展望- 可控层层自组装法在提高纤维素膜力学性能方面的优势- 未来可控层层自组装法在纤维素膜制备中的应用前景- 可控层层自组装法在其他膜的制备中的应用潜力V. 结论- 可控层层自组装法能够在一定程度上提高纤维素膜的力学性能- 发现了可控层层自组装法对纤维素膜力学性能提高的影响因素- 本研究结果有望为纤维素膜制备及其他膜制备提供理论和实践指导随着科学技术的不断发展和应用范畴的拓展，薄膜技术在许多领域得到广泛的应用。
其中，纤维素膜因其高耐用性、生物可降解性、源头丰富等特点，被广泛应用于医疗、食品、环保等领域，如医用敷料、油水分离纸、包装材料等。
纤维素膜的力学性能（如强度、延伸度、硬度等）直接影响其实际应用效果和使用寿命，因此提高纤维素膜的力学性能具有重要的意义。
目前，可控层层自组装法（Layer-by-Layer Assembly, LbL）已被广泛应用于纤维素膜的制备和性能改性。
可控层层自组装法是一种基于静电相互作用的分子自组装技术，其特点是将有机、无机物质分别以交替的方式成层沉积在基质上，反复堆积形成复合多层薄膜。
该技术具有可调性高、成膜速度快、薄膜稳定性强等优点，能够制备出具有多种性能的高分子复合材料。
在纤维素膜制备中，可控层层自组装技术有利于制备出多层纤维素膜，通过设计不同材料的层数、层序以及堆积次数等参数，可以有效调控膜的性能。
与传统制备方法相比，可控层层自组装法在纤维素膜制备过程中能够提高纤维素膜的致密性和均匀性，从而提高其力学性能和热稳定性，并且能够自由调控膜的孔隙度和透明度，为纤维素膜的应用提供更广泛的选择。
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（1）相反电荷之间的静电吸引力或其他官能 团之间的相互作用力。正是由于不同聚电解 质之间阴阳离子的相互吸引作用，才使得溶 液中的物质被成功吸附到超滤基膜上。另外， 不止静电力可作为成膜驱动力，其它作用力， 如氢键、配位作用、电荷转移等也可作为成 膜驱动力来制备多层膜。
（2）电荷过渡补偿。自组装成膜的关键原 因还在于电荷的过渡补偿，使得膜表面带 上与之前一层相反的电荷，保证下一层吸 附的顺利进行。而由于此时膜上的电荷与 溶液中聚电解质电荷直接的排斥作用又使 得此过程不会无限制进行下去。阴阳离子 之间较强的相互作用可以避免膜面上吸附 的聚电解质在溶液中不会发生解吸。
（5）pH值
聚电解质自组装中溶液的pH值对所制得的膜 的分离性能有很大影响。近几年，越来越多 的弱聚电解质也开始用于层层自组装中，聚 电解质溶液的性质与PH值息息相关。因为 pH值决定聚电解质的电离, 进而影响自组装 膜表面的电荷密度，一般溶液的pH值取阴、 阳两种离子电离常数的平均值。
通过 LbL 制备的聚电解质多层膜的特点： 1. 制备方法简单、绿色、
静电相互作用
静电相互作用是构筑功能复合薄膜中最常见 的驱动力，它是利用物质带有相反电荷从而 可以在基质上充分地被吸附，并且薄膜的成 份、结构及厚度在分子水平上可控。此外， 由于静电相互作用的非特异性，一些导电、 感光聚合物及生物功能大分子可以组装到薄 膜中，形成具有导电、光活性功能及生物功 能的复合薄膜。
无污染，膜的制备过程
如图所示。由于层层自
组装法的制备过程一般
是在水溶液中完成的，
所以避免了制备过程中
试剂对实验人员的伤害；
2. 取材广泛、灵活。多层膜的形成是因为 膜材料之间的作用力完成的，所以无论是 无机、有机、天然聚电解质、人工合成聚 电解质、蛋白质、脂质体只要两种或多种 膜材料之间有相互作用力，当条件允许时， 所有的这些材料就像组成了图书馆一样， 可以根据条件进行挑选。如有特别的需要 时还可添加一些具有特殊功能的物质；
3. 较单一均值膜而言，通过层层自组装法 制备的多层膜因为膜与膜之间的空隙和膜 材料本身对目标物的吸引作用，具有吸附 容量大的特点。
聚电解质层层自组装胶囊 利用层层自组装方法可以简单的在二维尺度 上构筑纳米级多层膜结构，也可以在三维尺 度上完成胶囊的制备。
通过层层自组装法制备的聚电解质微胶 囊具备以下几个方面的特点：
层层自组装的推动力 层层自组装技术的本质是利用“高分子之 间的某种亲和特性”，由于高分子物质种 类的极端多样，使得研究中可用做推动力 的“亲和特性”也非常多样化，比较典型
的有下述几种:
层层自组装的推动力
氢键 共价键
其它作用
作用力
静电作用力
特异性识别
电荷转移作用
氢键 采用静电引力作用自组装物质需要带电荷，
聚电解质层层自组装膜的影响因素 （1）基膜
基膜的选择对自组装有很大的影响，目前 在制备纳滤膜时基膜通常选择超滤膜，包 括无机膜和有机膜。无机膜有氧化铝陶瓷 膜，有机膜主要选择聚砜、聚醚砜以及聚 丙烯腈超滤膜。为制得无缺陷的复合膜， 基膜的孔径也不可太大，否则制膜层数大 大增加。
（2）聚电解质种类 聚电解质（polyelectrolyte，PEL）一般 是指高分子链上含有很多可离解基团的物 质。当聚电解质溶于水等介电常数较大的 溶剂中时，会产生高分子离子和低分子离 子，这些低分子离子就是抗衡离子。通常 将聚电解质分为阳离子型聚电解质和阴离 子型聚电解质以及同时含有阴阳两种基团 的高分子，即两性聚电解质，如蛋白质和 核酸属于两性聚电解质。
电荷转移相互作用 通过分子间的较弱的电荷转移相互作用，
亦可以使两种非离子体型聚合物层层自组
装为薄膜。制备的薄膜具有均匀的疏水官
能团，从而开拓了非水体系有机物的应用。
特异性识别 许多生物大分子的自组装是通过分子间的 特异性识别所完成的。Anzai等利用抗生素 蛋白（Avidin）和生物素（Biotin）之间的 特异性分子识别作用，成功地制备了标记 的聚乙烯亚胺（PEI）和聚丙烯酸（PAA） 的多层膜。
1.胶囊尺寸可控，因为组装是在核材料上完成的， 所以可以通过核的尺寸和形状来控制微胶囊的尺寸 和形状。现已制得最小尺寸为 20 nm 的微胶囊。 2.壳囊壁组成可控。 3.囊壁厚度可控，通过壳材料的组成、沉积层数和 组装条件达到的控制；
4.囊壁的渗透性和机械强度可控，这是通过囊壁组 成、外部条件（pH、离子强度、温度）等控制。
因而限制了自组装过程对材料的选择。氢键
强度适中，具有选择性、方向性、饱和性和
协同性等特点，并且使得许多不溶于水的高
分子在有机溶剂中形成超薄膜，因而拓宽了
层层自组装技术的应用范围，提供了制备新
型结构和功能的有机超薄膜的途径。
共价键
离子键形成的薄膜易受到极性有机溶剂和离
子强度强的盐溶液侵蚀，因而在极性溶剂中 稳定性差。相比之下，共价键因具有较强的 键能，因而通过共价键制备的薄膜稳定性较 高。
短短的十多来年，在基础研究方面层层自 组装得到了巨大的发展。层层自组装适用 的原料已由最初的经典聚电解质扩展到聚 电解质、聚合物刷、无机带电纳米粒子如 MMT，CNT、胶体等。层层自组装适用介 质由水扩展到有机溶剂以及离子液体。层 层自组装的驱动力有静电力扩展到氢键， 卤原子，配位键，甚至化学键。
层层自组装优点
自组装多层膜不需要复杂昂贵的仪器设备而且操作
过程简单方便、绿色环保，更为重要的是通过超分 子组装过程可以将不同种类和功能的构筑基元按照 一定需要进行组装。 自组装技术具有成膜物质丰富，而且成膜不受基底 大小和形状的限制，可在分子水平控制组装体系的 结构及性质，并且制备的薄膜具有良好的机械和化 学稳定性，薄膜的组成和厚度均可控等诸多优点。 如可以在非平面基底大面积的制备多层膜，膜材料 的结构与组成的可调控性等都是其他膜材料制备技 术所无法企及的。
（3）组装层数
在纳滤膜自组装中，一般随着层数的增加 截留率上升而通量下降。这是由于在自组 装过程中聚电解质逐渐沉积在基膜上使得 基膜孔径变小。而纳滤膜对无机盐的截留 是由道南效应和孔径效应共同决定的，故 随着基膜孔径的变小截留率逐渐增大，同 时对溶液的阻力也加大故通量减小。
（4）支撑盐 聚电解质溶液中的离子强度和支撑盐种类 对自组装的沉积过程有重要影响。当聚电 解质溶液中的支撑盐浓度较大时，聚电解 质上的高分子将产生收缩，尺寸减小。所 以，可通过加入支撑盐的浓度来改变聚电 解质链的尺寸，进而改变自组装膜的厚度 和表面形貌, 最终决定自组装膜的性能。另 外，最外层聚电解质溶液中支撑盐浓度的 不同也会对自组装产生影响。
PDDA / PSS聚电解质自组装多层膜的制备
氮气 加入PDDA 聚酰胺反渗透膜 加入 PSS 去离子水
去离子水
结果与讨论
组装层数对渗透汽化性能的影响
组装溶液的盐浓度对渗透汽化性能的影响
操作温度对渗透汽化性能的影响
自组装膜的表面形貌
结论 采用层层自组装法 , 在含有0～1mol/L NaCl 聚电解质溶液中组装制备了低层数的 PDDA/PSS层层自组装膜 , 考察了其在25～ 55 ℃范围内对异丙醇脱水的渗透汽化性能. 结果发现 , 增加组装溶液中NaCl 浓度和组装 层数都能提高LbL渗透汽化膜的分离性能 , 而增加NaCl 浓度比增加层数更有效. 在NaCl 浓度为1mol/L的组装溶液中 ,
所得 (PDDA/PSS)6PDDA的LbL膜在 55 ℃ 下用于分离水含量为5%的异丙醇 水混合液 , 分离因子为 345 , 渗透通量高达 2151 kg·m2· -1. 以上实验结果表明 , 膜的分离性能与组 h 装液中聚电解质链尺寸及自组装LbL 膜的结 构规整性密切相关.
其它作用 除了上述作用构筑多层膜外,其它的相互作用 如配位作用、卤键等也可用来作为成膜驱动 力。作用力不同，组装形成薄膜的形貌和结 构也有差异。上述所有这些作用力极大丰富 了层层自组装技术，也为功能性器件的构建 提供了更广泛的选择性。
基于阴阳离子聚电解质之间的静电作用 制备多层平板膜
层层自组装可以成功， 与以下两方面密不可分
层层自组装
目录
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层层自组装简介 聚电解质层层自组装膜 聚电解质层层自组装胶囊 文献介绍
定义
层层自组装（layer-by-layer self-assembly，
LBL）是上世纪90年代快速发展起来的一种
简易、多功能的表面修饰方法。层层自组装
是基于带相反电荷的聚电解质在液/固界面通
过静电作用交替沉积而形成多层膜。
PAH-D/HA 微凝胶层层组装膜的制备
PAH-D/HA 膜负载包覆芘的 SDS 胶束
螺吡喃在 PAH-D/HA 微凝胶膜中的负载
结论
本研究工作以包覆有芘分子的 SDS 胶束作为载体,通过后扩 散方法, 基于胶束和微凝胶膜中质子化胺基间的静电作用力 负载到层层自组装的 PAH-D/HA 微凝胶膜中, 实现了疏水分 子芘在微凝胶膜中的高效负载. 研究结果表明, 芘分子在 PAH-D/HA微凝胶膜中的负载量可以通过多层膜的组装周期 数和 SDS 胶束中芘分子的浓度实现精确调控. 为功能性疏水 分子在层层自组装聚合物膜中的高效负载提供了一种简便、 易行的方法. 由于所获得的负载有疏水有机小分子的微凝胶 膜具有良好的光学透明性, 本方法特别适合于将功能性疏水 有机小分子负载在层层组装膜中制备光功能膜材料.