【正文】 B膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) ? （ 1） 膜厚為分子級水平 （ 納米數(shù)量級 ） ， 具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)； ? （ 2） 可以制備單分子膜 ， 也可以逐層累積 ， 形成多層LB膜或超晶格結(jié)構(gòu) ， 組裝方式任意選擇； ? （ 3） 可以人為選擇不同的高分子材料 ， 累積不同的分子層 ， 使之具有多種功能； ? （ 4） 成膜可在常溫常壓下進(jìn)行 ， 不受時(shí)間限制 ， 所需能量小 ， 基本不破壞成膜材料的高分子結(jié)構(gòu)； ? （ 5） LB膜技術(shù)在控制膜層厚度及均勻性方面遠(yuǎn)比常規(guī)制膜技術(shù)優(yōu)越； ? （ 6） 可有效地利用 LB膜分子自身的組織能力 ， 形成新的化合物； ? LB膜結(jié)構(gòu)容易測定 ， 易于獲得分子水平上的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系 。 ? 由圖可知，不同狀態(tài)在 π A曲線上都有一拐點(diǎn)和突變。 液態(tài)膜具有粘結(jié)性 ， 有一定程度的協(xié)同相互作用 ， 也稱為流動(dòng)態(tài)膜 。 ? 親水與疏水共同作用的結(jié)果是：在液面上形成單分子層 ， 親水基團(tuán)位于靠近水的一側(cè) ， 而疏水基團(tuán)則位于空氣的一側(cè) ? 當(dāng)用擋板對亞相液面上的單分子層進(jìn)行壓縮時(shí) ，由于親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的作用 ， 就使得分子一個(gè)個(gè)整齊地 “ 站立 ” 于亞相表面上 ， 從而形成了整齊有序密集排列的單分子層 氣 —液界面上的單分子層示意圖 整齊排列的單分子層示意圖 亞相液面上單分子膜的特征參數(shù)及狀態(tài) ? 表面壓 π ? 表面電勢 ? 表面粘度 表面壓 π ? 不溶物或難溶物 LB膜材料在亞相水面上形成單分子層后，表面膜中的分子具有二維空間的熱運(yùn)動(dòng)，這種熱運(yùn)動(dòng)將對四周圍的邊緣產(chǎn)生壓力，這種壓力與純?nèi)軇r(shí)表面分子產(chǎn)生的壓力是不等的，這就是表面壓（又稱為膜壓）的來源。 當(dāng)溶劑揮發(fā)后 ， 留下單分子膜 。 LB膜發(fā)展歷史 ?單分子膜的研究開始于 18世紀(jì)， B. Franklin 將一匙油滴在半英畝的池塘水面上鋪展開。及其學(xué)生 一起建立了一種單分子膜的制備技術(shù)，并成功將單分子層膜轉(zhuǎn)移沉積到固體底物之上 。 LB膜槽示意圖 LB膜成膜過程 LB膜種類 X型 Y型 Z型 y型沉積 (基片 — 頭 — 尾 — 頭 — 頭 … )基片在上升和下降時(shí)均可掛膜 .所得 LB膜的層與層之間是親水面與親水面 ,疏水面與疏水面相接觸 .這種形式最為常見 . z型沉積 (基片 — 頭 — 尾 — 頭 — 尾 … )與 x— 型膜相反 ,基片上升時(shí)掛膜 ,下降時(shí)不掛 .要求基片表面為親水性的 x型沉積 (基片 — 尾 — 頭 — 尾 — 頭 … )，基片只在下降時(shí)掛上單分子膜 ,而在上升時(shí)不掛膜 .所得膜特點(diǎn)是每層膜的疏水面與相鄰的親水面接觸 .所用基片表面應(yīng)是疏水性的 . LB膜的結(jié)構(gòu)類型 LB層狀膜的結(jié)構(gòu) ~ 10 nm Head to head Tail to tail Head to tail Tail to head X Y Z 典型的 LB膜材料及有序單分子層的形成 ? LB成膜材料必須具有雙親基團(tuán) （ 也稱作兩性基團(tuán) ） ，即親水基團(tuán)和疏水基團(tuán) ， 而且親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的比例應(yīng)比較合適 。 表面電勢 ? 表面電勢是指液體表面和金屬探針表面之間的 Volta電勢差。 ? ③ 固態(tài)膜 ? 在此狀態(tài)下 ， 單分子層中的分子盡可能的靠近 。 （ 1）垂直提拉法 ? 利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置，將固體（如玻璃載片）垂直插入水面，上下移動(dòng)，單分子膜就會(huì)附在載片上而形成一層或多層膜。 極弱 （無膜） 弱 （不穩(wěn)定的膜） 強(qiáng) （用 C16可有穩(wěn)定的膜） 極強(qiáng) （ C16化合物溶解） 烴 － CH2I － CH2Br － CH2Cl － NO3 － CH2OCH3 － C6H4OCH3 － COOCH3 － CH2OH － COOH － CN － CONH2 － CH=NOH － C6H4OH － CH2COCH3 － NHCONH2 － NHCOCH3 － SO3－ － OSO3－ － C6H4SO4－ － NR3+ 兩親性分子中的功能基團(tuán)與水的親合力 2. 溶劑的選擇 ? 化學(xué)惰性，不與成膜物質(zhì)和亞相反應(yīng)； ? 對成膜物質(zhì)有足夠的溶解能力； ? 不溶解于亞相； ? 揮發(fā)速度適中； ? 具有相對較低的密度； ? 高純度 。Sagiv在 1980年首次報(bào)道了自組裝單分子膜，他報(bào)道了在固體基片表面組裝氧硅烷的結(jié)果，從此將自組裝膜技術(shù)成為一種專門的成膜技術(shù)進(jìn)行研究。（ Bigelow W C, Pickett D L, Zisman W A. J. Colloid Interfa ce Sci., 1946, 1: 513 517） ?1980年德國 Gottingen的 Kuhn實(shí)驗(yàn)室 .經(jīng)過多年實(shí)踐，他們用氯硅烷的衍生物在玻璃表面進(jìn)行組裝，得到了疏水的單分子膜［ 4］真正有關(guān)自組裝的早期研究工作始 .（ Sagiv J. J. Am. Chem. Soc.,1980,102:9298） ?1983年， Nuzzo等用二正烷基二硫醚的稀溶液在金表面進(jìn)行組裝，得到了硫醇的單分子層 . 從此自組裝技術(shù)才真正引起人們的重視，并且得到了廣泛的研究，建立了多種自組裝體系 .（ Nuzzo R G, Allara D L. J. Am. Chem. Soc., 1983, 105: 4481 4 483） 自組裝薄制備發(fā)展簡史 自組裝過程 將預(yù)先清洗和表面活化的基板浸泡在含有表面活性物質(zhì)的溶液，通過表面活性物質(zhì)的活性基團(tuán)和基板相連接，在基板上形成致密有序自組裝薄膜。 分子自組裝研究的意義 表面分子自組裝的常見體系 L L L L M 囊狀體系 (cage type system) H H G 主客體系 (hostguest system) A B C D 層狀薄膜體系 (hierarchical layers systems) 層狀薄膜體系 ?層狀薄膜是基于分子界面組裝來實(shí)現(xiàn)的 ,構(gòu)筑和功能層狀組裝超薄膜一直是超分子化學(xué)研究的熱點(diǎn) ?制備方法主要分為三大類 : ?LB膜技術(shù) ?化學(xué)吸附的自組裝技術(shù) ?交替沉淀的技術(shù) 化學(xué)吸附薄膜 化學(xué)吸附薄膜的種類 化學(xué)吸附薄膜形成 交替沉淀組裝膜 NH2 NH2 NH2 NH2 NH2 NH2 NH2 HOOC HOOC HOOC COOH COOH COOH NNNNNNI IIO2S O2S O2S SO2