自组装单分子膜表征技术的研究

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WSe_2单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究

WSe_2单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究

WSe_2单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究过渡金属硫化物(TMDCs)的层状结构与石墨类似,属于层状材料,其层间依靠较弱的范德华力结合,层内则通过共价键结合,所以通过微机械剥离法可以获得单分子层TMDC薄膜。

对于典型的TMDC材料(如WSe<sub>2</sub>),当其层数减少至单分子层时,其能带结构会从原本的间接带隙转变为直接带隙,并出现谷选择性和自旋-谷耦合等特性,这使得TMDC材料成为研究光电子、光偏振和谷电子学的热门材料。

另一方面,由于WSe<sub>2</sub>薄膜良好的物理性质,通过改变WSe<sub>2</sub>少层或单层的表面形貌特征实现其光学性质的调控也是一个热门的研究方向。

然而,两者的交叉方向,相关工作目前还鲜有报导。

将薄膜塑形与谷电子学、光学偏振等特性关联起来,研究表面形貌对单层或少层薄膜激子态、发光偏振等性质的影响是一个极具意义和挑战的新兴研究领域。

结合上述研究背景,本论文开展了对WSe<sub>2</sub>单分子薄膜表面形貌及其光致发光性质的研究工作。

本论文利用微机械剥离法制备了单层WSe<sub>2</sub>,通过干法转移分别将单层样品覆盖在Bi<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>和WS<sub>2</sub>块材衬底上,通过对样品表面进行AFM表征,结合光致发光偏振光谱研究衬底表面效应导致的形貌和光学偏振的变化,以及温度对样品光学性质的影响,获得如下结果:1、在单分子薄膜上引入突刺或微纳褶皱形貌。

由于在薄膜转移过程中,引入不可避免的撕拉和扭结,单层样品可出现许多尖锐的突刺,突刺尺寸大约0.1-1μm,高度起伏5-40nm,形状大小不均一。

而这些突刺有时会排列成有清晰走向的皱褶。

自组装单分子膜技术及金属腐蚀与防护

自组装单分子膜技术及金属腐蚀与防护
解释缓蚀机理需要了解缓蚀剂在金属表面的微观吸附状态如分子的取向和排列方式等但运用常规的涂层方法直接获取分子取向和排列特征非常困难可以借ams模型来解释缓蚀剂作用机21可以通过一些现代分析测试仪器对sams进行表征xpsftirst分子层排列致密结构有序可以阻止介质中的水分子氧原子向金属表面的迁移和传输即能很好地抑制基底金属的氧化还原过程保护基底金属免遭腐蚀
第 19 卷 2004 年URNAL
OF
山东建筑工程学院学报 SHANDONG UNIVERSITY OF ARCHITECTURE
AND
Vol. 19 ENGINEERING Sept.
No. 3 2004
文章编号 :1003 - 5990 (2004) 03 - 0086 - 04
有机硅烷类 SAMs 主要是有机氯硅烷 、烷氧基 硅烷 、烷氨基硅烷在基底上形成 ,基底要求具有羟基 化的表面 ,有机硅烷在界面生成二维网状聚硅烷 ,聚 硅烷以 Si —O 键于表面连接 ,能形成这种 SAMs 的基 底 有 SiO2 、Al2O3 、石 英 、云 母 、ZnSe 、GeO2 和 Au 等[17] 。以 有 机 硅 烷 为 例 , 其 组 装 机 理 为[18] : 头 基 SiCl3 吸收溶液中或固体表面上的水发生水解 ,生成 硅醇基 Si (OH) 3 ,然后与基底表面 —OH 以 Si —O — Si 共价键结合 ,单分子膜中分子之间也以 Si —O —Si 聚硅氧烷链聚合 ,形成网状结构 。
收稿日期 :2004 - 03 - 01 作者简介 :马洪芳 (1968 - ) ,女 ,山东滨州人 ,山东建筑工程学院机电系讲师 ,在读博士 ,主要从事纳米材料的合成 、表征 ,自组装技术及金
属腐蚀与防护的科研及教学工作.

自组装单分子膜防护效能研究

自组装单分子膜防护效能研究
0. OOOp m
3 展 望 及 结束 语
自组 装单 分子 膜 的研 究不 仅在 金属 保 护和
金属 表 面 处 理领 域 有 巨大 应 用潜 力 , 而且 对 制 备 、 发新 式缓 蚀剂 也 具有 重大 的科 学 价值 和 研
图 3S Ms的粗糙 度检 测 图 A
实用价 值 。 同时将 自组装 技术 与 高分子 合 成 、 电化 学检测 等 手段 相结 合 , 以在 冶金 、 可 机械 、 学工 艺 化 等 方 面的应 用得 以深 入 开发 ; 农业 中 , 以通过 组装 膜技 术 使农 作物 、 菜 、 果 等产 品不 受 季节 限制 在 可 蔬 水
[] 3 刘琳 , 翟玉春 , 钱建华 , 等.噻二唑型喷气燃料银片腐蚀抑制剂的研究 [ ] 石油炼制与化工 , 0 , 5 4 : 5— J. 2 4 3( ) 5 5 0
[ ] irJ n u , huY ea , ig i un e a.s d nknt so d sl raino m d l i lJ .P t lu rcs n 4 QaI i h aZ o un n Xn n a , t a Jj 1 t yo iec fr eu ui t f o eds [ ] e o mPoes c&P t ce ia u i f zo e re i er h mcl o
影响其 美 观和性 能 , 以像 钻石 、 所 铂金 等贵 重物 品制 成 的工 艺 品 、 物 或纪 念 品 的表 面 修饰 更 具 有特 别 文
第 1期
楚茂 阳 , 刘琳 , 邢锦 娟 , 建 华 : 钱 自组 装单 分子 膜 防护 效 能研 究
4 9
重要 的意义 。下 图为硅 片表 层 自组 装单 分子 膜 的粗 糙度情 况 检测 图 。 可见 , 在石 英 硅 片上 膜 层 的 凸 凹最 多 不 超 过 正 、 0 3微 米 , 层 足 够 薄 。一 般 情 况 下 , 负 . 涂 肉眼无法 观 察 。此 外 , 过 改 变膜 的化 学 组 成 吨‘ 通 和端 基 可 以获得 不 同的厚 度及 功 能 。

材料制备与表征的新方法和新技术

材料制备与表征的新方法和新技术

材料制备与表征的新方法和新技术材料科学是现代科学与技术中的一个重要领域,涉及材料的合成、组成、结构、性质与应用。

随着科学技术的发展,材料制备与表征的新方法和新技术不断涌现,从而推动了材料科学的发展。

一、核磁共振技术核磁共振(NMR)是一种重要的材料表征技术,利用核磁共振现象研究物质的结构、动力学和相互作用,可以得到物质的分子结构、化学键、晶体结构等信息。

现在,核磁共振已被广泛应用于化学、物理、材料科学等领域,特别是在材料制备的过程中起到了重要作用。

二、自组装技术自组装技术是一种自然界中具有普遍性的现象,即物质在合适的条件下自动组装成有序的结构。

利用自组装技术,可以制备出复杂的材料结构,具有重要的理论意义和实际应用价值。

自组装技术包括自组装单分子膜、自组装多分子膜、自组装微结构和自组装纳米结构等。

三、场发射扫描显微镜技术场发射扫描显微镜(FE-SEM)是一种高分辨率的电子显微镜技术,广泛用于表面形貌、微观结构和成分分析等领域。

FE-SEM具有分辨率高、成像清晰、分析速度快等优点,可以直接观察材料的形貌和结构,为材料制备和表征提供了重要技术支持。

四、能谱技术能谱技术是一种材料分析方法,通过测量样品对不同能量的粒子的反应,得到不同成分的能谱,从而分析材料的成分、结构和性质。

常见的能谱技术包括X射线能谱、能谱探针和电子能谱等。

五、原位反射光谱技术原位反射光谱技术是一种非常重要的表面分析技术,能够研究材料的表面组成、反应性、吸附能力和动力学等,为材料表面的改性和功能化提供了重要的技术支持。

总之,材料制备与表征是材料科学的重要组成部分,新的材料制备和表征技术不断涌现,为材料科学的发展和应用提供了有力支持。

各种新技术的应用将促进材料科学的发展,并推动新材料的发明、制备与应用。

自组装单分子膜的合成及其表征方法资料

自组装单分子膜的合成及其表征方法资料

自组装单分子膜的合成及其表征方法1232230039 12材料化学2班龚赛赛摘要:自组装分子膜的制备和表征是目前自组装研究领域的主要方向, 此文总结了现阶段分子自组装膜的主要制备方法, 并从扫描探针显微镜( SPM)、电化学、光谱学和接触角等方面综述了近几年来自组装单分子膜的表征方法的研究进展, 概述自组装分子技术的现状及发展趋势。

关键词:自组装单分子膜; 扫描探针显微镜; 表征研究引言自组装单分子膜( SAMs) 的制备技术与机理研究已成为当今科研工作者们的研究热点,例如: 腐蚀科学、界面科学、材料科学等许多领域。

它的制备技术多样化,应用领域广泛化,工艺简单,成本低廉,是自组装技术的主要特点,但研究自组装分子膜的形状大小、结构方式、性能对比、致密性与稳定性等性质却离不开表征方法。

科学研究中利用大量的表征技术,可以提高工作效率,节省劳动成本,同时也可以获得人肉眼所不能察觉的信息,因此选择恰当的表征技术、方法与表征参数是科研工作者需要亟待解决的问题。

但关于自组装分子膜的表征技术等方面的文章在近几年内并不多见。

下面本文就对自组装的主要技术和表征等方面作综述。

1.分子自组装的主要技术1.1 化学吸附的自组装膜技术其方法为: 将附有某表面物质的基片浸入到待组装分子的溶液或气氛中, 待组装分子一端的反应基与基片表面发生自动连续化学反应。

在基片表面形成化学键连接的二维有序单层膜, 同层内分子间作用力仍为范德华力。

若单层膜表面具有某种反应活性的活性基, 再与其它物质反应, 如此重复构成同质或异质的多层膜。

其主要用于以图形化自组装膜( se lf- assemb ly: SA )为模板的纳米结构制备技术。

SA 结合光辐射、微接触印刷、等离子体刻蚀等方法获得了广泛应用。

例如Taton K. S. 和Gu ireP. E.将水溶液里包含光敏二苯甲酮疏水嵌段和低分子量聚环氧乙烷亲水嵌段的二嵌段共聚物用紫外光照射后, 共聚物自发地以共价键吸附到疏水表面上, 自组装成可减少细菌粘附的生物涂覆材料的SAM。

细胞膜分子的自组装和自发行为研究

细胞膜分子的自组装和自发行为研究

细胞膜分子的自组装和自发行为研究细胞膜是细胞的外壳,它不仅保护了细胞内部,还能与外界进行物质和信息的交换。

细胞膜由类脂质、蛋白质和碳水化合物等分子组成,这些分子在细胞膜中的位置和分布方式对细胞的生长、分化、运动和信号传递等过程至关重要。

因此,研究细胞膜分子的自组装和自发行为具有重要的科学意义和应用价值。

自组装是指分子在适当条件下按照一定规律自然地组装成特定的结构。

细胞膜分子的自组装是指类脂质、蛋白质等分子在细胞膜中按照一定规律形成双层结构和各种功能区域的过程。

在自组装的过程中,分子间通过分子间力(如范德华力、静电力、氢键等)相互作用,形成了分子间的有序排列。

这种秩序性和分子自组装的本质性质在细胞膜中具有重要的生物学功能。

例如,细胞膜上的信号转导通路、物质转运和细胞间识别等过程,都和细胞膜分子的自组装和自发行为密切相关。

自发行为是指远离平衡态的系统在适当条件下表现出来的自动调节和自组织行为。

细胞膜分子的自发行为是指类脂质、蛋白质等分子在细胞膜中进行动态的生物物理调节和组织形态发生变化的过程。

自发行为主要由细胞膜内各种物质分子间的动态和非线性相互作用所支配,因此复杂度较高。

例如,胆固醇是细胞膜中的重要组成部分,它可以在细胞膜中形成固定的小区域(即“胆固醇微区”),并对细胞膜上的生物学过程发挥重要作用。

此外,细胞膜分子的自发行为还包括了动态的胞吞作用、细胞膜上的双向流动等复杂现象。

近年来,关于细胞膜分子的自组装和自发行为的研究成果不断涌现,尤其是利用高分辨显微技术和计算模拟手段,人们对细胞膜分子的分子微观结构和动态行为有了更深入的认识。

研究发现,细胞膜蛋白质在细胞膜中的聚集行为是生物学过程的重要调节因素,因此对该过程的研究显得尤为重要。

可以将其分为两大类,即精确定位和非精确定位。

精确定位通常是指分子间存在静电作用等具有空间限制的相互作用,如钙离子和蛋白质等。

非精确定位则是指分子间相互作用主要以隆起或凹陷结构的形式出现,如膜蛋白在细胞膜上的集体聚集及其调控作用等。

金属表面自组装缓蚀功能分子膜

金属表面自组装缓蚀功能分子膜

金属表面自组装缓蚀功能分子膜
杨学耕;陈慎豪;马厚义;全贞兰;李德刚
【期刊名称】《化学进展》
【年(卷),期】2003(015)002
【摘要】本文总结了近年来自组装单分子膜技术在金属腐蚀与防护领域中的应用,重点介绍了几类比较成熟的自组装体系,评价了几种常用的表征技术,概括了近年来本课题组在该研究领域中的一些成果,并对自组装技术今后的发展作了预测.
【总页数】6页(P123-128)
【作者】杨学耕;陈慎豪;马厚义;全贞兰;李德刚
【作者单位】山东大学化学与化工学院,济南,250100;山东大学化学与化工学院,济南,250100;中国科学院金属研究所,金属腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳,110015;山东大学化学与化工学院,济南,250100;山东大学化学与化工学院,济南,250100;山东大学化学与化工学院,济南,250100
【正文语种】中文
【中图分类】O646.6;TG17
【相关文献】
1.自组装席夫碱缓蚀膜在油田水中对碳钢的缓蚀行为 [J], 甘绍凤;刘峥;张菁;杨瑞善;陈世亮;张灵志
2.活泼金属表面缓蚀自组装膜研究进展 [J], 屈钧娥;陈庚;王海人;江燕;李文维
3.金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展Ⅰ.惰性金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜 [J], 孔德生;万立骏;陈慎豪;杨武
4.金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展Ⅱ.常用金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜 [J], 孔德生;万立骏;陈慎豪;杨武
5.L-半胱氨酸自组装膜对铜的缓蚀功能研究 [J], 白英奇;王春涛;李波;畅云仙
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自组装单分子薄膜

自组装单分子薄膜
– Nanoparticles could accumulate in soil, water, plants; traditional filters are too big to catch them
• New risk assessment methods are needed
– National and international agencies are beginning to study the risk; results will lead to new regulations
SY Song et al Applied Surface Science 2011,257,10254.
pH敏感聚合物胶束
Nanomedicine
Nanomedicine is the application of nanotechnology in medicine, including to cure diseases and repair damaged tissues such as bone, muscle, and nerve
博士论文工作
博士论文工作
自组装有机薄膜的内在结构与摩擦学性能
• 含酰胺键自组装单分子薄膜 I
H3C
O

16 N H
Si(OCH2CH3)3 ②
TPOA
① 预水解48h ② 环己烷稀释,沉积24h
O
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Si OO O
Si
Si
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Si O
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Si O O
silicon wafer
自组装单分子薄膜为研究表面现象提供了一个理 想的模型,如边界润滑、生物传递、表面能的控制等, 它还在摩擦学、材料学、电子学、非线性光学等诸多 领域有重要的应用基础研究价值。

4-(2-(4′-吡啶)乙炔)苯基重氮盐的光化学反应动力学及其自组装单分子膜的表征

4-(2-(4′-吡啶)乙炔)苯基重氮盐的光化学反应动力学及其自组装单分子膜的表征

SHEN i — Jn Bo
S i n Bi HI a — ng J
DONG — i Yu P ng'
( ol e f tr lSi c & E g er g B in stto eh ooy B in 1 08 , . . hn l g Maei s c n e C e o a e n i ei , e ig ntu n n j I i e fTc n l , e i g j g 001尸R C i a
摘要 : 以 4(. 吡啶) 一 (一 24 乙炔) 苯基芳香重氮盐 为研究对象, 在紫外 光(5 2 5n 照射下, 20W, 4 m) 利用 紫外. 可见 吸 收光谱对该芳香重氮盐的乙腈溶液以及 自组装单分子膜室温光解反应 动力学进行 了研究 , 确定了两种状态 下的 光解过程都符合一级反应动力学规律, 并且溶剂极性使该重氮盐更 容易发生光解 反应 . 通过 x射线光电子能谱 (P ) x s和电化学表征证实 了 4(一 吡啶) 一 (一 24 乙炔) 苯基芳香重氮盐经光解反应实 现对 石英 片和氧化铟锡导 电玻璃 ( O 表面的组装修饰, I ) T 得到 了通过共 价键与基底联结的 4(一 吡啶) . (一 24 乙炔) 自组装单分子膜 , 苯 从而为其后基于 有机一 金属层层 自组装技术构筑新 型功能超薄膜奠定 了基础. 关键词 : 光化学反应; 重氮盐 ; 光解动力学; 自组装技术 ; 单分子膜
物理化学学报( l ux e ub o Wu au ea ) i H X
Ac t a .C i . i. 0 0 2 ()8 2 8 6 一 hm Sn, 1 , 64 :2 - 2 2 A r pi l
[ t l] Ar ce i
WWW. x .k . uc wh bp ue .n d

自组装纳米材料的制备及其性能研究

自组装纳米材料的制备及其性能研究

自组装纳米材料的制备及其性能研究随着纳米技术的发展,纳米材料的制备技术也在不断地更新换代。

在纳米材料的制备过程中,自组装技术受到了广泛的关注。

自组装是指分子或化合物在特定条件下,通过非共价相互作用,自发地形成稳定的大分子或超分子结构。

它的原理是分子间存在的化学亲和性、堆积效应、极性、范德华力等相互作用力,从而形成三维的结构。

本文将详细介绍自组装纳米材料的制备方法及其性能研究。

1. 自组装纳米材料的制备方法1.1 薄膜自组装法薄膜自组装法是指将带有电荷的分子或化合物在固体表面进行自组装,形成具有多层交替排列的超分子薄膜。

该方法主要是利用有机物和离子表面活性剂,通过静电相互作用和范德华力的作用力,形成分子层和离子层的交替排列。

1.2 聚集诱导自组装法聚集诱导自组装法是指将分子或化合物在溶液中或液晶区域中通过水合作用、π-π作用、范德华力、静电作用、氢键等非共价相互作用,自发地形成稳定的聚集体结构,从而达到3D结构的自组装。

1.3 浸渍自组装法浸渍自组装法是指将无序的纳米粒子在液相中通过吸附或化学反应等方式,实现纳米材料的自组装制备。

该方法适用于无需组装很多层的热稳定材料,且制备过程简单,操作容易。

2. 自组装纳米材料的性能研究自组装纳米材料不仅具有超大的比表面积和高效的质量转移特性,还具有明显的结构可控性和形貌可调性,因此在吸附分离、催化、传感、药物释放和光催化等领域有着广泛的应用。

2.1 吸附分离自组装纳米材料可以通过调节不同组装的结构和形貌,以及表面活性剂的选择和浓度等因素,实现对不同体系物质的选择性吸附和分离。

例如,由于纳米材料显著的比表面积,可选择性吸附CO2、甲烷、乙烯等气体,并且具有重复使用的特性,因此在天然气/乙醇混合物的分离中具有广泛的应用前景。

2.2 催化自组装纳米材料不仅具有相应体系物质较大的比表面积和高效的传质特性,还能够控制纳米材料的晶体结构和物相,提高其催化性能。

例如,由于金属纳米材料具有丰富的表面反应活性位点,可以通过可控自组装,实现金属纳米颗粒的大小、形状、晶体结构等参数的控制调节,从而提高其催化性能。

新型自组装单分子膜的制备及表征

新型自组装单分子膜的制备及表征

新型自组装单分子膜的制备及表征在材料科学领域,自组装技术是一项常用的技术,被广泛应用于纳米材料的制备和表征等方面。

自组装单分子膜就是一种采用自组装技术制备的材料,其特点在于膜厚度十分薄,只有几个纳米,可以用来进行表面修饰及空间分子组装。

本篇文章将详细介绍自组装单分子膜制备及其表征。

一、自组装单分子膜制备1. 基本原理自组装单分子膜的制备是利用表面活性剂的自组装性质,在水表面自然形成一层分子膜。

表面活性剂分为疏水性和亲水性两类,分别用于不同的基底表面物质。

疏水性表面活性剂分子的亲水端向下吸附,疏水端向上,形成疏水层;亲水性表面活性剂则相反,其亲水端向下吸附,疏水端向上,形成亲水层。

表面活性剂可以在水基质表面形成一层极其均匀的分子膜,其主要原因在于表面活性剂分子在表面移动时,始终保持一定的吸附角度,使得吸附分子之间的相互作用保持稳定。

2. 制备方法自组装单分子膜制备方法多种多样,其主要基于下列原则:(1)气液界面自组装法:将表面活性剂加入容器中,使其浸没在水中。

将气体通过水中并使其在表面活性剂上涂层,待自然流失一定时间后,使其稳定在水中,并形成单分子膜。

(2)水溶液自组装法:将表面活性剂溶于水中,并在需要添加的基底表面将其涂布,再静置一定时间后,使其自动形成单分子膜。

(3)氧化铝自组装法:将表面活性剂在氧化铝粉末上涂布,在氧化铝粉末中形成单分子膜,达到表面修饰的效果。

二、自组装单分子膜表征技术1. Langmuir-Blodgett法Langmuir-Blodgett法是通过横向受力剪切润滑分子膜来制备具有一定有序性的分子层。

该技术是观察自组装单分子膜丰富多样的理论手段。

这种方法将自组装单分子膜进行连续传承,生成可控的多层膜。

利用Langmuir-Trought法,测量表面张力与表面压力的关系,进而利用表面压力等信息调节液体里表面的分子密度。

在自组装单分子膜的表征中具有十分重要的意义。

2. AFM技术AFM技术是通过探针对样本表面进行扫描,从而获得样品在几个纳米尺度下的表面形貌。

不同化学基团的SAMs对细胞生物学行为影响的研究进展

不同化学基团的SAMs对细胞生物学行为影响的研究进展

不同化学基团的SAMs对细胞生物学行为影响的研究进展自组装单分子膜(SAMs)是一种通过固一液界面间的化学吸附或化学反应,在基片上形成化学键连接的、取向紧密排列的有序分子组织单层膜。

通过自组装技术将化学基团沉积于基片表面,可形成各种带有单一基团的SAMs。

基于SAMs 构建微环境,了解携带不同化学基团的SAMs对细胞生物学行为的影响,将为开展微环境与细胞之间关系的研究提供一种新模式。

标签:自组装单分子膜;化学基团;细胞生物学行为;蛋白吸附细胞微环境是一个由细胞、细胞外基质、基质细胞、细胞因子、免疫细胞等共同构成的局部病理环境。

在这个微环境中,细胞相互接触、细胞因子相互作用,各成分之间发生着极其精细而复杂的信息交换与传递。

细胞的形态及生物学行为,甚至细胞的分化均会受到细胞外基质的化学构成影响。

化学官能团对细胞在其表面的黏附、迁移、增殖和分化等体外生物学行为,对分子构象及相互之间的作用均可产生影响,可能在细胞间信息传递起一定的作用。

因此,研究微环境中的各种化学基团对细胞体外生物学行为的影响,对理解微环境与细胞间的相互作用有重要意义。

1 自组装单分子膜1.1 自组装单分子膜的研究进展SAMs是近几十年来发展起来的一种新型有机超薄膜,是通过分子间及其与基体材料间的物理化学作用,使有机功能分子吸附于基底表面而形成的一种排列规则的界面分子组装体系。

1980年Sagiv发现正十八烷基三氯硅烷分子(OTSC18H37SiCl3)在玻璃表面形成一层有序排列的单分子膜,报道了第1个真正的自组装单分子层。

1983年Nuzzo等成功地通过化学吸附作用制备了有机硫化物分子的有序膜,使对SAMs的研究逐渐发展,成为近年来最热门的研究领域之一,在工程材料、生物材料和基础研究等方面备受关注。

自组装单层膜是通过固/液或气/固界面间的化学吸附作用形成的单分子膜,它具备以下特点:①原位自发形成、热力学稳定。

②覆盖层表面均匀一致。

③高密度堆积、低缺陷。

二氧化硅表面自组装单分子膜的性质、制备及应用研究的开题报告

二氧化硅表面自组装单分子膜的性质、制备及应用研究的开题报告

硅/二氧化硅表面自组装单分子膜的性质、制备及应
用研究的开题报告
一、研究背景
自组装单分子膜(self-assembled monolayers, SAMs)是指由分子
自发地在固体表面形成的一层单分子厚度的有序单层,具有良好的表面
化学与物理学性质,因此在油墨、涂料、传感器和纳米器件等领域有着
广泛的应用。

硅/二氧化硅表面自组装单分子膜的研究,对于硅基纳米器件、光刻、抗腐蚀涂料等领域有一定的重要性。

二、研究内容
本研究将以硅/二氧化硅表面为实验对象,主要研究以下内容:
1. 自组装单分子膜的制备方法:包括溶液法、气相法等,并比较各
种制备方法的优缺点。

2. 自组装单分子膜的表征方法:包括循环伏安法、红外光谱法、原
子力显微镜等表征手段,探究其表面化学、物理学性质。

3. 自组装单分子膜的应用研究:深入探究其在硅基纳米器件、光刻、抗腐蚀涂料等领域的应用,并比较各种应用方式的效果。

三、研究意义
本研究将从制备、表征以及应用等多个方面对硅/二氧化硅表面的自组装单分子膜进行深入研究,有助于拓展其在各个领域的应用,提高其
制备及表征的效率与精度,为相关领域的研究提供参考。

同时也有助于
推动自组装单分子膜及其应用研究的发展。

高分子材料的界面自组装及其性能研究

高分子材料的界面自组装及其性能研究

高分子材料的界面自组装及其性能研究高分子材料是当今科技领域的重要组成部分,其应用涵盖了许多领域,包括医学治疗、电子器件、新能源等,而其界面自组装技术也是其成为优秀材料的重要因素之一。

本文将介绍高分子材料的界面自组装技术及其性能研究的最新进展。

一、高分子材料的界面自组装技术高分子材料的界面自组装是指在固体表面或固体/液体界面上,通过高分子的自组装过程形成一定的薄膜结构,具有单层或多层的结构。

该技术可以通过镀覆、离子吸附、共价键接等方式实现高分子的自组装,其中最常见的是离子吸附法。

离子吸附法将带电的高分子吸附在金属、氧化物或聚合物等带有异性离子的表面,使其形成特定厚度和形状的自组装薄膜。

二、高分子材料的界面自组装性能研究高分子材料的界面自组装技术可以通过控制高分子薄膜的组成、厚度和结构来改变其性能。

近年来,研究人员在高分子材料的界面自组装性能方面开展了许多研究工作。

下面将分别从光电性、电学性和化学吸附性三个方面介绍高分子材料的界面自组装性能研究的进展。

1. 光电性高分子材料的界面自组装膜在光电器件的应用中具有广泛应用前景。

研究人员通过控制高分子材料的自组装膜阴离子的类型或浓度,可以改变其吸收、荧光和电荷转移等光电性能。

例如,聚苯胺-聚乙烯亚胺(PANI-PVP)复合膜的界面自组装膜具有高度的选择性吸收能力,可用于敏感的光学传感器。

2. 电学性高分子材料的界面自组装膜在带电场中具有电学性能,其电学性能主要与高分子膜的厚度、结构和配方有关。

控制高分子自组装膜的良好厚度可以大大改善薄膜的电性能。

例如,聚苯胺自组装膜可以增强金属电极的电导率和稳定性,提高晶体管的性能。

3. 化学吸附性高分子材料的界面自组装膜的化学吸附性能是指其对水、有机物和金属离子等物质的吸附能力。

研究人员可以通过改变界面自组装膜中的分子结构和化学成分来改变其化学吸附性能。

例如,聚乙烯亚胺(PVP)自组装膜具有选择性吸附特定金属离子的能力,可以用于纯化金属离子。

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

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。

自组装膜技术及应用研究进展

自组装膜技术及应用研究进展

固体润滑国家重点实验室开放课题( 0 2 ; 10 ) 河北省高校 百名优秀创新人才支持计划 ( P C 2 ) 河北省 C R 00 ; 教育 厅 科 学 研 究 计 划 ( 20 16 ; 皇 岛 市 科 学 技 术 研 究 与 发 展 计 划 (0 0 1 0 ) 燕 山大 学 博 士基 Z094 ) 秦 2 10 A1 1 ;
Ap lc to s a c o r s p i a i n Re e r h Pr g e s
XI G Yu n y a I i e g , ,Z U Jn —i HOU J a IXu h i N a —u n ,JAO T — n f HO igxn ,Z u n ,L — u ( . b i e aoa r o p l d C e ir ,C l g f n i n e t n h m cl nier g 1 Hee K yL brt y fA pi h m s o e t y o eeo vr m n l dC e ia E g ei , l E o aa n n
用 。对相 关研 究领域 的杰 出研 究成 果进行 分析 , 为更 加深入 探 索和研 究 自组 装膜技 术提 供 了有 用
的参考信 息 。


词: 自组装 ;自组 装膜 ;纳 米薄膜 ; 面修 饰 表
文献标识 码 : A
中图分类 号 : 6 7 0 4
S l- s e b y Fi c n l g n t ef a s m l l Te h o o y a d is m
Y nhnU i r t, i u nd o0 6 0 , hn ; .tt K yL brtr o o dL bi t n L nh u a sa nv sy Qn ag a 6 0 4 C ia 2 Sae e a oa y f l u r a o , azo ei h o Si ci

自组装单分子膜的结构及其自组装机理

自组装单分子膜的结构及其自组装机理

自组装单分子膜的结构及其自组装机理一、本文概述Overview of this article本文旨在全面而深入地探讨自组装单分子膜(Self-Assembled Monolayers, SAMs)的结构及其自组装机理。

自组装单分子膜作为一种重要的纳米材料,在表面科学、材料科学、生物学以及电子学等领域具有广泛的应用前景。

其独特的自组装特性使得单分子膜在纳米尺度上具有精确控制表面性质的能力,从而为实现高性能纳米器件的制造提供了可能。

This article aims to comprehensively and deeply explore the structure and self-assembly mechanism of Self Assembled Monolayers (SAMs). Self assembling monolayers, as an important nanomaterial, have broad application prospects in fields such as surface science, materials science, biology, and electronics. Its unique self-assembly characteristics enable monolayers to have the ability to precisely control surface properties at the nanoscale, making it possible to manufacture high-performance nanodevices.本文首先将对自组装单分子膜的基本概念进行介绍,包括其定义、特性以及应用领域。

随后,将重点阐述自组装单分子膜的结构特征,包括分子间的相互作用、分子排列方式以及膜层结构等。

在此基础上,本文将深入探讨自组装单分子膜的自组装机理,包括分子间的吸附、扩散、排列以及膜层形成的动力学过程。

巯基丙酸自组装单分子膜电化学交流阻抗表征方法的研究

巯基丙酸自组装单分子膜电化学交流阻抗表征方法的研究

于 表征 烷基硫 醇 S AMs 言 , I 而 E S比 C 更 为有效 , V 因为烷基 硫 醇 S AMs 修饰 电极 的膜 电阻较 大 , 在测 试 体系 中很难 得 到 电流 变化 的信 息 , 而利用 E S可测得 修饰 电极 的 电子传 递 电阻 ( , 以跟踪 电极 I R )可
摘 要 : 自组装技 术( A) s 提供 了在 分 子水 平 上 构 造 化 学 界 面 的 简便 手段 , 生 物传 感 在
器、 润滑 、 属 防腐 、 化 、 金 催 刻蚀 、 子 器件 、 分 非线形 光 学等诸 多领 域具有 广泛 的应 用前 景 ,
已成 为近 2 O年来 界 面化 学 与材 料 化 学领 域 研 究 的 热 点.自组 装 单 分 子膜 ( AMs 的表 S )
1 实 验 部 分
1 1 仪器 与试剂 .
I e M6 型光 电化 学分 析 仪 ( AHNE 公 司 , 国) TE OR 2 Z R 德 ; NS 7红 外 测试 仪 ( R E B UK R公 司 , 德
收 稿 日期 : 0 20 - 5 2 1 — 42
基 金 项 目 : 家 自然科 学 基 金 项 目 (0 70 9 ; 宁 省 教 育 厅 高 校 重 点 实 验 室 项 目 (0 8 1 4 国 65 2 0 ) 辽 20S3 ) 作 者 简 介 : 春 梁 ( 96 , , 宁 岫 岩 人 , 宁师 范大 学 教 授 . 冯 1 5 一)男 辽 辽
( B ,H . ) P S p 7 O 中制 备 的巯基 丙酸 S AMs修饰 金 电极 ( A S MP AMs Au 进行 了 E S表 / ) I 征 , 讨 了溶剂 以及 浸泡 时 间对 MP S 探 A AMs的影 响 , 究结 果 对 S 研 AMs的制 备 与 应用

分子自组装研究进展_刘海林

分子自组装研究进展_刘海林

第22卷 第2期V ol 122 N o 12材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第88期Apr.2004文章编号:10042793X (2004)022*******收稿日期:2003209210;修订日期:2003210220作者简介:刘海林(1979-),男,天津蓟县人,硕士研究生,从事有机无机杂化高分子的研究.分子自组装研究进展刘海林,马晓燕,袁 莉,黄 韵(西北工业大学化学工程系,陕西西安 710072) 【摘 要】 分子自组装在生物工程技术上的建模、分子器件、表面工程以及纳米科技领域已经有很广泛的应用。

在未来的几十年中,分子自组装作为一种技术手段将会在新技术领域产生巨大的影响。

在这篇文章里,我们介绍了分子自组装技术的定义、基本原理、分类、影响因素、表征手段等,并阐述了分子自组装技术目前的研究进展,展望了分子自组装技术的应用前景。

【关键词】 分子自组装;自组装膜中图分类号:T B383 文献标识码:AMolecule Self 2assembly T echnology and Its R esearch AdvancesLIU H ai 2lin ,MA Xiao 2yan ,YUAN Li ,HUANG Yun(Dep artment of Chemical E ngineering ,N orthw estern Polytechnical U niversity ,Xi ’an 710072,China)【Abstract 】 Numerous self 2assembling systems have been developed ranging from m odels to the study of biotechnology ,to m olecularelectronics ,sur face engineering ,and nanotechnology.As a fabrication tool ,m olecular self 2assembly technology will become remendously im portant in the coming decades.In this article ,many aspects of m olecule self 2assembly technology are reviewed ,such as definition ,interaction mechanism ,classification ,in fluence factors ,and characterization.S ome research advances and uses of self 2assembly are als o reviewed.【K ey w ords 】 self 2assembly ;self 2assembled m olecular m onolayer1 前 言分子自组装是分子与分子在一定条件下,依赖非共价键分子间作用力自发连接成结构稳定的分子聚集体的过程[1]。

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2 3 X射线 光 电子 能谱 ( P ) . X S
它可 以测 定组装 膜 的化学 成分 和 自组 装膜 表层 的化 学状 态 ,素一 一例举 出来 。
3 电子显 微 镜 及 显 微 技 术
3 1扫描 电子 显微 电镜 ( E . S M)
自组装单分子膜表征技术的研究
邢锦娟 , 楚茂 阳, 张 蕾 , 琳 刘
( 渤海大学 功 能化合物 的合成 与应用辽宁省重点实验室 , 辽宁 锦州 1 1 1 ) 20 3
摘 要 : 自组装 单 分子膜 技 术的研 究是 具有 广 泛的 实用价 值 与应 用价值 的 , 着 自组装技 对 随 术 的深入 发展 其 应 用领 域 也更加 广泛 , 同时其 大量 的表 征 方 法也 日益 更新 。 本 文主要 从 以 下几 方 面对 自组 装膜 的表征 手段 作 出了对 比分析 , 如 : 、 例 光 电化 学分 析 方 法 、 光谱 学测试 方 法、 观 微
本 课题 组 正在使 用 的表 征手 段进 行综 述 。
1 电化 学测 试 方 法
1 1 循 环 伏安 法 ( i uavh—a p r , V) . cr l o c r m ee C
循环伏安法测试金属表面的成膜情况效果非常明显, 是在电极体系( 通常为三电极体系或四电极线工作模 式) 建立后 , 通过观察经过工作 电极的电流变化来判定 自组装分子膜 在金属表 面的成膜状态 , : 以判别 出成 如 可 膜 的组装程度 、 缺陷程度 、 致密性等条件 。以下是 Shf碱 自组装单分子膜在银 片表 面成膜 的循环伏安 图 。 ci
2 ( 1 2):6 2 —6 8 9 9.
[] 5 刘琳 , 钱建华 , 邶锦娟 , 等.油罐车污染喷气燃料的原 因分析 ( ]. 油炼制与化工 , 0 0 4 ( )4 J 石 2 1 , 1 2 :5—4 . 8 [ 吴世逵 , 6 3 林培喜.罐 车内壁元素硫 的来源机理[ ]. J 石油化工高等学校学报 , 0 6 1 ( ):1— 4 2 0 ,9 2 5 5 . [] 7 康诗钊 , 穆劲. 有序分子膜技术在无机超薄膜制备 中的应用[ ] 无机化学学报 , 06, 2 6 9 1 7 . J. 2 0 2 ( ): 7 —97 [ ] ihlt Y k kw Shod r e a. eli bevt no as o ei tno zbneeAM idcdb pi l eride— 8 Mc e t R, oo a aM, eree t 1R a t o srao frnii m rai nao eznS ue yo ta na e n eo M, me i t ss z o n c fl
装 技术 的主要 特点 , 但研 究 自组装 分 子膜 的形 状大 小 、 构方 式 、 结 性能 对 比 、 致密 性与 稳定 性等 性质却 离 不
开表 征方 法 。科 学 研究 中利 用大 量 的表征 技术 , 以提 高 工作 效 率 , 可 节省 劳 动 成本 , 同时 也 可 以获 得 人 肉 眼所不 能 察觉 的信 息 , 因此选 择恰 当的表 征技 术 、 法 与表征 参数 是科 研工 作者 需要 亟待 解决 的 问题 。但 方 关 于 自组 装分 子膜 的表 征技 术等 方面 的文 章在 近几 年 内并 不 多见 ¨ , 本文 就 自组 装 分子 膜 的表 征 方 法及
E/
图 1 裸 银 片 电极 和加 Shf碱 自组 装分 子膜银 片 电极 的循 环伏 安 图 ei
收 稿 日期 :0 1— 3— 1 21 0 2.
基金项 目: 辽宁省教育厅资助项 目( o2 0 R 2 . N :0 9 0 ) 作者简介 : 邢锦娟 (9 0一) 女 , 18 , 实验师 , 主要从事应用化学实验教学科研 工作 . 刘琳 (9 5一) 女 , 16 , 教授 , 博士 , 主要从事应用化学方面的研究 工作
塔菲 尔 曲线法 可 以测 出金 属表 面 自组 装单 分子 膜 的组 装 程度 , 如成膜 的致 密性 , 稳定 性等 等 。是通过 观测 腐蚀 电位 和腐蚀 电流 的高低 , 阴极 、 阳极腐 蚀效 果来 判 断基 体 表 面成膜 情 况 的 , 常是 测试 一 组 数据 通
( 次 以上 ) 能对 比看 出表 面成膜 的好坏 。 两 才
第3 2卷 第 2期
2 1 年 6月 01
渤海 大学 学报 ( 自然科学 版 )
Junl f oa U i ri ( a rl cec dt n ora o hi n esy N t a Si eE io ) B v t u n i
Vo13 . . 2 No. 2
J n 2 1 u .0 1
16 9
渤海大学学报 ( 自然 科 学 版 )
第3 2卷
以上 C 图 中共 测 试 三银 片 , V 自上 而 下分 别 为无 自组 装 裸银 片 , 组装 时间 为 5小 时和 4 0小 时 的加 膜 银 片 。清 晰可 见 , 自组装 裸银 片 的扫描 电流 变化 明显 , 无 而加膜 两银 片 的扫描 电流平 缓趋 于直线 。 12 塔菲 尔 曲线法 (t e C Ie T . a l HV , C) f
单 分子 膜 的设 计 及 电化 学 、 光化学 效应 的研 究 等 等 ; 自组 装单 分 子膜 可 与生 化技 术 、 信息 技 术 进行 兼 容 性 研究 E 。 9 I
参考文献 :
[] 1 张俊苓 , 杨芳 , 郑文杰 , 等.自组装单分子膜及其表征方法( ] 化学进展 , 05,7 2 :0 J. 20 1 ( )2 3—2 8 0. (] 2 刘琳 , 楚茂 阳, 邢锦娟 , 等.Shf碱合成及其 自组装 单分子膜在银表面防护性能[ ] 石油化工高等学校学报 , 0 1 2 ( ):1 4 ci J. 2 1 ,4 1 —. [ ] o m nCL R b lJF e —A smbe hn—Fl l d yPy e oe oio :o e yeex e adpl( ehl tar t) J . 3 H f a , aot .Sl se ldT i f i Be s om r dpsin Pl t l oi )n o m ty me c a ( ] m n b C t y( h n d y h te
显微 学测试 法等及 自组装 分子 膜 的相 关辅助 手段 , 例如 : 粗糙 度检 测 法 、 像显 微观 测 法、 圆光 金 椭 度 法等 , 并对 其发展 前 景作 了展 望 。
关键 词 : 自组 装单 分子 膜 ; 征技 术 ; 表 量子化 学研 究
中图分类 号 : 6 2 0 G 4 . 文 献标 识码 : A 文章 编号 :6 3— 5 9 2 1 ) 2— 15— 4 17 0 6 (0 1 0 0 9 0
hne et【 ] A pidS r c cec , 0 4 2 8 1 acm n J . p l uf eS i e 2 0 , 2 (4): 5— 7 . e a n 6 20
[] 9 林全愧 , 计剑 , 谭庆刚 , 层层 自组装技术在生物医用材料领域 中的应用研究进展[ ] 高分子通报 , 0 6 8 5 等. J. 2 0 ( ): 8—6 . 3
O 前 言
自组 装单 分子 膜 ( A ) S Ms 的制 备技 术 与机 理研究 已成 为 当今科 研 工 作 者们 的研 究 热点 , 如 : 蚀科 例 腐 学 、 面科 学 、 界 材料 科学 等许 多领 域 。它 的制备 技术 多样 化 , 应用 领域 广泛 化 , 艺简 单 , 本低 廉 , 自组 工 成 是
3 3 扫描 隧道 显微镜 ( T . S M)
此技 术可 观察 大分 子和生 物膜 的分 子结 构 。能 实 时观测 每个原 子 或分子 在基体 表 面 的排 列状 态和 电 子行 为 。图像 凹 凸可见 , 暗相 间 , 明 亮部 与 凸起 相对 应 , 暗部 与 凹陷相对 应 , 以可 以推 知 自组 装单 分子膜 所
Ma r mo e u e , 9 6, 9: 5 3 —2 4 . c o lc l s 1 9 2 2 4 5 7
[ ] ibn KnadH A,ennsG K,t 1 ht ytm I aen giae ysann lc oh mcl c soy J .L nmu , 0 5 4 Coa uM, ici Jn ig e a.P o o—ss p t i gdb cn ige t ce ia miocp [] a g i 2 0 , e rn m er r r
的致 密性 和有 序性 。
18 9
渤海大学学报( 自然科学版 )
第3 2卷
结 束 语
自组装 技术 在科学 研究 、 学实践 、 领域 、 药领域 和 腐蚀 防护方 面取 得 了 巨大成 就 并 创造 了巨 教 应用 医
大的经济价值和社会利益。例如 : 在油罐车清洗方面 , 可以在油罐 内壁酸洗 、 碱洗等后再添加缓蚀剂 , 起到 缓 释作 用 。如果 罐车 内壁 清洗后 , 利用 自组 装技 术使 自组 装单 分 子膜 附着在 内壁 就 可 以长 久 使用 不 会 被腐蚀 。既减少 了工艺去腐过程又减少了大量经济成本 。就纳米材料技术方面, 自组装技术的表征手 段 也发 挥 出极 大 的辅助 作用 , 以利用 光 电显微镜 观 测 纳米 图案 加工 和 微 观粒 子 的精 确 构 造 7, 可 l 自组 装
扫描 电子 显微 电镜是 观测基 底 表面成 膜形 貌 的有效 仪器 , 通过 S M 的扫描 可清 晰看 出基 体 表 面的成 E
膜形 貌与 结构 , 也可 以根 据成膜 的组 装 时问观 察成 膜 的存 在情 况 与致 密性 程 度 。此 手段 不 能 定量 说明组
装膜 的分 子构 成等 等 , 可直 观观察 其表 面状 态 。以下两 图为 T= mi T= 5 i , 只 5 n和 8 mn时 3一巯 基丙 基三 甲
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