唐宇峰[1]2005年在《单分子膜及其在制备纳米复合材料中的应用》文中研究说明单分子膜和LB膜所具有的物理结构和化学性质与生物膜很相似,具有极好的生物相容性,能把功能分子固定在既定的位置上,因而单分子膜和LB膜被用作生物细胞膜的简化模型,可以有效的模拟生物膜。由于构成单分子的表面活性剂分子处于固态膜的状态,分子间彼此紧密排列,利用基底膜的刚性可以有效地控制晶体的成核生长,这不仅为制备新型无机功能材料和生物材料开辟了新的途径,而且对于生物矿化机理的探讨和研究也具有重要的理论意义。此外,将表面活性剂稳定的纳米粒子铺展于亚相表面,然后利用LB技术将其转移到固体基片上,为我们构造超晶格结构提供了一种全新途径。 根据上述思路本论文工作可分为四个部分: 第一部分:胆红素/胆固醇混合单分子膜的制备及性质研究;第二部分:DPPC/胆红素混合体系的成膜性能探讨;第叁部分:利用LB技术制备了有机包裹硫化银纳米粒子的有序薄膜;第四部分:花生酸单分子膜为模板制备Ag/Cd双金属硫化物(AgxCdyS)。主要内容如下: 1.我们在LB槽中制备了钙离子亚相上胆红素/胆固醇的混合单分子膜,通过分析不同浓度钙离子亚相上胆红素/胆固醇混合膜π-A曲线可知,在钙离子亚相上胆红素和胆固醇的互溶性与纯水亚相相比发生改变,且随钙离子浓度增大相互间互溶程度下降,在界面上形成非理想混合单分子膜。这种混合膜的非理想性在混合单分子膜的超额单分子面积上表现的非常明显,不同比例混合膜的超额单分子面积与理想混合时相比有明显的正偏差。亚相中的钙离子通过与胆红素及胆固醇配化,改变了二者在气液界面上的取向,并且配位结构较为稳定,不易随膜压发生改变。不同亚相上混合膜可压缩系数的研究变化表明:钙离子对胆红素和胆固醇的成膜性能影响恰恰相反,钙离子促使胆红素单分子膜凝聚而使胆固醇单分子膜凝聚性降低。从胆红素/胆固醇混合单分子膜的超额混合自由能可知,由于钙离子的存在,不同组分分子间的自发混合过程受到阻碍,不同分子间相互聚集作用大为减弱。混合单分子膜的混合自由能在钙离子亚相上出现负偏差,随亚相钙离子浓度的增大,负偏差逐渐减小,膜的热力学稳定性变差,导致同一混合比下混合膜的崩溃压逐渐降低。
杨旸[2]2006年在《含噻吩官能团的两亲分子的合成及其单分子膜性质的研究》文中认为噻吩及其衍生物都含有一个顺式共轭双烯键和一对未共享的电子对,从而形成了类似苯环分子的共振杂化体。这些独特的性质使得聚合物形式的噻吩及其衍生物的单分子膜具有高度有序的自组织结构和优越的光电性能,成为高分子光电材料的研究焦点。由单分子膜制备而成的LB膜是具有分子排列高度有序且层结构各向异性的特点,能在分子水平上对材料进行控制性组装,这使LB膜在半导体技术、非线性光学材料、仿生材料等高技术领域具有广阔的应用前景。虽然噻吩及其衍生物的聚合物在气/液界面上表现出独特的性质,但是噻吩及其衍生物单体的单分子膜性质却少有涉及。在本文中设计并合成了两种含噻吩官能团的两亲分子,一个为具有两条疏水碳氢长链取代的典型两亲分子,另一个为无疏水碳氢长链取代的非典型两亲分子,并通过~1H NMR、IR、元素分析验证了它们的结构。同时制备了它们在气/液界面上所形成的不溶单分子膜,并对这些单分子膜进行各种表征:1)无疏水碳氢链的非典型两亲分子在气液界面可以通过氢键自组织形成单分子膜。通过原子力显微镜观测到特殊的LB膜形貌,同时用傅立叶变换红外光谱和紫外-可见光谱验证了其中氢键的形成。2)有疏水碳氢链的典型两亲分子所形成的单分子膜在稳定性上优越于非典型的两亲分子。在相同的时间内,有疏水碳氢链的两亲分子的表面压下降了一半左右,而无疏水碳氢链的非典型两亲分子则几乎溶解于纯水亚相中。3)亚相成分的改变也会使两亲分子的成膜性质发生很大的变化。当亚相为1×10~(-3) mol/L Cu(Ac)2溶液时,两亲分子在气/液界面上的分子极限占据面积增加,这说明两亲分子与Cu (II)发生配位作用。同时红外光谱及紫外光谱数据也显示了配位键的形成和结构。从原子力图像上也可以观察到从氢键到配位作用的转变。以上这些结果都说明我们合成的新型的噻吩单体两亲分子具有良好的成膜性能,并且证实了非典型的两亲分子在气液界面上成膜的可能性,也有效地提高了功能分子的密度。同时,我们可以通过弱相互作用力对单分子膜的结构进行调控,为之后开发功能有序超薄膜材料提供了指导。
苏盛[3]2006年在《双亲性壳聚糖单分子膜与其自组装囊泡的关系研究》文中研究表明囊泡是具有类似细胞膜双分子层结构的超分子组装体,它在药物控制释放、基因载体和仿生学研究等方面有广泛的应用。本课题组已成功利用N,N-双烷基壳聚糖侧链的疏水化相互作用,制备了其自组装药用囊泡,并对它们的药物释放行为进行了系统研究。如何从自组装的本质上理解囊泡的结构及释放行为,将对它们在药物新剂型应用方面具有重要的影响。本文通过研究不同N,N-双长链烷基壳聚糖单分子膜性质和它们与胆固醇的混合单分子膜性质,以及研究这种双亲性分子所构成自组装囊泡的形态和结构,分析比较非共价作用力在超分子自组装体系中的作用。以期初步建立单分子膜与自组装囊泡结构与性能之间的联系,并在应用上制备出结构和性能可控的N,N-双长链烷基壳聚糖自组装药用囊泡。本文通过还原烷基化法制备了不同主链分子量和不同侧链长度的N,N-双烷基壳聚糖。并研究了主链分子量和侧链长度对N,N-双烷基壳聚糖单分子膜的性质的影响。结果表明增大主链分子量和侧链长度都会提高单分子膜的凝聚性,这说明分子间相互作用力的增大。N,N-双烷基壳聚糖自组装囊泡的药物释放行为研究,证实了双亲性化合物分子间相互作用力的增大会导致其自组装囊泡膜结构更为紧密。实验还发现各种单分子膜的压缩模量与其所形成的囊泡的药物释放平衡百分率呈线性关系。此外,本文还研究了添加胆固醇对N,N-双十二烷基壳聚糖单分子膜以及自组装囊泡性质的影响。结果表明引入少量胆固醇会导致混合单分子膜凝聚性下降;当胆固醇含量增加到40%以后,混合膜凝聚性增强。同时还发现添加胆固醇可显着改变N,N-双十二烷基壳聚糖载药囊泡的药物释放行为,少量胆固醇可以提高载药囊泡的释放速率和平衡药物释放百分率;而较高含量胆固醇则可抑制囊泡的释放速率和降低平衡药物释放百分率。此外,囊泡平衡药物释放率与其单分子膜压缩模量也呈现一定线性关系。这些实验结果说明胆固醇的引入导致囊泡分子膜凝聚性的改变,从而改变囊泡的通透性。这一研究结果有望在药物控制释放体系得到应用。
夏兵[4]2003年在《单分子膜和LB膜制备、性质及应用研究》文中研究指明二茂铁衍生物由于其独特的电化学和光学性质以及在光学信息处理、通讯和集成光学等高技术领域的潜在应用价值，已经吸引了研究者的广泛重视，迅速成为功能材料研究的一个热点。在许多领域，如非线性光学、发光器件、传感器等，二茂铁衍生物并不能直接应用，但将具有光电活性的二茂铁基团引入到两亲分子中，形成特定性能的成膜分子，就能真正发挥其作用。完成从特定性能成膜分子到具有特定功能材料过渡的常用方法是膜技术，对于有机膜来说，要作到分子水平上均匀致密和超薄有序，可以通过LB技术才能实现。 在这篇论文中，作者设计合成了一种含有二茂铁片段亲水头基的新型两亲分子溴化N，N—二甲基二茂铁基十六烷基甲铵盐(FC_(16)AB)，并利用红外光谱、核磁共振氢谱、电喷雾质谱等手段对它们的结构进行了表征。接着对其电子能级结构，以及表面性质作了研究，表明FC_(16)AB是一种具有潜在应用价值的光电功能成膜分子。 然后以这种功能分子为主，研究其单分子膜物理化学特性，以及构筑超薄有序膜的方法。结论如下： 在纯水亚相上，我们通过比较十六烷基甲铵盐(CTAB)和FC_(16)AB的单分子膜压力-单分子面积(π-A)等温线，得到二茂铁片段的在气／液界面的取向随着膜压的增加而发生改变。二茂铁片段的茂环平面在水面的倾斜角。山70°改变至茂环平面和气／液界面几乎平行；在含抗衡离子的亚相上，我们发现Cl~-能改善FC_(16)AB单分子膜的刚性，且随着Cl~-的浓度增加，单分子膜的刚性也有增加的趋势，但增加的趋势逐近减弱。同时还发现了二价抗衡离子SO_4~(2-)改善FC_(16)AB单分子膜的刚性的效果没有Cl~-明显。 利用LB膜技术将不同亚相上的FC_(16)AB单分子膜沉积到具有亲水表面的石英基片和CaF_2基片上，得到转移比接近1的Y-型LB膜，并用UV-VIS、FT-IR光谱LB膜进行了表征。结论如下： 紫外-可见光吸收光谱说明：与FC_(16)AB氯仿溶液相比，LB膜的吸收光谱发生了蓝移，这归结于FC_(16)AB发生了H-聚集以及抗衡离子可以使FC_(16)AB的LB膜排列更紧密；变温红外光谱说明，随着温度升高，FC_(16)AB的LB膜中烷基链的有序排布程度减弱，这表明该LB膜热稳定性减弱，但在减弱的过程中没有出安徽人学申请硕士学位论文 摘 要现相转变。 作者还利用混合单分子膜技术组装了胆红素／胆固醇混合单分子膜，用来进行体外模拟混合型结石的形成。用bngmuir膜天平测得了在纯水亚相上，不同化学计量比例的胆红素用旦固醇混合单分子膜的7t－H等温线，通过一些数学方法处理后，得出如下结论： 在胆固醇／胆红素混合单分子膜中，胆固醇分子对整个单分子膜具有“凝聚效应”：在胆固醇／胆红素混合单分子膜中，胆固醇分子对胆红素分子低膜压区的液态扩张态到液态凝聚态（LE－C）的相转变有明显的抑制作用；叁个胆红素分子和两个胆固醇分子通过氢键作用形成一个分子“集团”（MB－C）；这种分子缔和物在混合单分子膜膜压较低时，可以稳定存在，但随膜压上升后，其也随着解体。 我们改变亚相的pH值，测量纯胆固醇、纯胆红素、胆红素用旦固醇混合单分子膜（XBR二60％）的NA等温线，通过分析得到结论： 胆红素单分子膜对碱性亚相很敏感；胆固醇单分子膜对亚相酸、碱性都敏感；胆红素／胆固醇混合单分于膜（Xsn＝60％）对亚相的碱性都不太敏感，对亚相的酸性的敏感程度相对纯组分的单分子膜较弱： 我们继续在含Ca入亚相上，测量纯胆固醇、纯胆红素、胆红素用旦固醇混合单分子膜（X。。＝60％）的。A等温线，通过分析得到如下结论： 纯胆红素单分子膜在含 Ca人的亚相上，单分子横截面积比纯水亚相略有减小，其膜的凝聚性也有所增加：纯胆固醇单分子膜在含Ca’飞亚相上，崩溃压降低很多且膜的扩张性也有所增加，成膜性能大大降低；胆固醇用旦红素混合单分子膜在含 CaZ”的亚相上，单分子横截面积有所增大。 我们在研究胆固醇／胆红素单分子膜对糖蛋白的吸附时，发现对糖蛋白有吸附作用的主要为胆红素分子，而胆固醇分子对其没有明显的吸附作用。糖蛋白分子在胆固醇／胆红素单分子膜面下的吸附一解吸平衡在本实验条件下约1 小时达到。我们利用TEM、UV－Vs，说明糖蛋白分于己被吸附到胆固醇月里红素单分子膜上。
任雪冰[5]2013年在《金属与含吡啶的多齿配体复合聚合物材料的界面组装及其性质研究》文中进行了进一步梳理不同于以原子构建分子的传统化学,分子聚集体化学的主要研究对象是两个或者多个分子形成分子聚集体的过程及其结构和功能。分子聚集体组装以功能为导向,根据功能的需要选择分子和设计组装过程,因而受到了广泛的关注和研究。本论文中,我们选取含吡啶多齿配体及其衍生物,通过界面自组装的方法,利用不同配体与金属离子以及吡啶化纳米二氧化钛复合物之间的相互作用,设计并且制备了几种分子聚集体材料,研究分析了它们的组成、结构、性质及其在催化降解有机物方面的应用。在第一部分工作中,通过Langmuir-Blodgett膜技术,我们以水和金属无机盐[叁氟甲磺酸锌,Zn(CF3SO3)2和四氟硼酸铁,Fe(BF4)2]分别作为亚相,叁吡啶衍生物[4,4-(1,4-亚苯基)-二(2,2：6,2-叁联吡啶),4,4""-(1,4-phenylene)-bis(2,2':6'2"-terpyridine), PBTerpy]的氯仿溶液作为铺展液,成功地构筑了金属-叁吡啶配位复合物的单分子膜或者多层膜。根据表面压-面积等温线,我们发现在纯水表面,单层膜中PBTerpy平均分子面积为0.8nm2。而以无机盐水溶液为亚相时,由于Zn(Fe)-PBTerpy金属配位聚合物的形成,平均分子面积增至1nm2。通过垂直提拉法,我们将单分子膜转移到不同的固体基片上,利用紫外-可见光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和电化学分析等手段对LB膜的组成和结构进行了表征。特别是对荧光性质和电化学特性进行了研究,发现该分子聚集体材料具有良好的光学性质和电化学活性。PBTerpy LB膜的荧光发射峰位于350-370nm,而Zn(Fe)-PBTerpy LB膜的荧光发射峰红移至380-410nm。同时,Zn(Fe)-PBTerpy LB膜的荧光寿命也有显着的变化。从Fe-PBTerpy LB膜的循环伏安曲线,可以在-0.7V和-0.35V观察到一对可逆氧化还原峰,对应于膜中的Fe(II)-PBTerpy和Fe(III)-PBTerpy之间的电子转移过程。在第二部分工作中,我们选取了吡啶化修饰的二氧化钛复合物、锌卟啉化合物与四氯合钯(Ⅱ)酸钠通过配位作用进行层层组装,成功地在不同的基片表面组装了具有叁维结构的Pd/ZnTPyP/Pd/TiO2-Py多层膜,并且利用紫外-可见光谱、红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射图谱、荧光光谱和扫描电子显微镜以及原子力显微镜等方法进行了表征。紫外-可见吸收光谱表明,由于LBL膜内卟啉环的紧密堆积,卟啉的Soret带发生了24nm的位移。根据朗伯-比尔定律,我们得到单层膜中ZnTPyP的表面密度为14×10-10mol/cm2。而通过SEM和AFM对层层组装膜的表面形貌进行了观察,发现随着薄膜层数的增加,膜的厚度由10nm增加到50nm。同时出现了不规则排列的TiO2-Py聚集体。层数越多,膜表面越粗糙,聚集体的尺寸也越大,最大的聚集体可达几百纳米。与第一部分着重于材料组成和性质的研究不同,这部分同时考察了分子聚集体材料在催化降解有机染料方面的应用。我们将固定于基片表面的层层组装膜应用于催化降解甲基橙(methyl orange, MO),制成“即插即用”催化体系。结果表明,该Pd/TiO2-Py/Pd/ZnTPyP层层组装膜可以有效地催化降解甲基橙。在最初的10小时内,ZnTPyP的催化效率为1.3×10-3MO/ZnTPyP·s。同时,由于层层组装膜在pH值为1.4-14的环境中都非常稳定,不会轻易溶解在有机溶剂中,且在长时间催化实验中,作为催化剂的层层组装膜的紫外吸收强度没有明显下降,所以该多层膜作为催化材料具有稳定、易分离、可循环使用的优点。
张莉[6]2007年在《有机/无机纳米复合薄膜的制备及性质研究》文中研究指明将高分子和各种功能的无机纳米粒子通过超分子化学进行组装，制备厚度可控、有序性高、稳定性好的有机／无机纳米复合薄膜，是当今材料科学的研究热点。有机／无机纳米复合薄膜在光电器件、太阳能电池、传感器、分离膜、催化等方面具有潜在的应用前景。本论文利用维生素E(VE)单分子膜原位制备了银、金纳米粒子，进而组装了含银、金纳米粒子的LB膜；利用层层静电自组装技术通过原位合成Ag纳米粒子和事先制备硅钨酸(TSA)-Ag复合纳米粒子，组装了聚乙烯亚胺(PEI)-银／磷钨酸(PTA)、壳聚糖(CTS)／硅钨酸-Ag纳米复合薄膜，采用层层静电自组装和涂敷法制备了TiO_2纳米复合薄膜，探讨了染料敏化TiO_2纳米多孔膜电极的光电化学性质。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)光谱、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、表面轮廓仪和循环伏安法(CV)对所制备的纳米复合膜进行了组分、结构和性能表征。本论文的主要内容如下：1．首次利用α-维生素E作为成膜物质，分别在碱性和酸性条件下一步还原Ag_2SO_4和HAuCl_4，生成Ag、Au纳米粒子。单分子膜的π-A等温线表明，随着反应时间的延长，VE分子的平均单分子占有面积逐渐增大，说明越来越多的纳米银和金颗粒镶嵌到单分子膜中。在膜压为20mN／m时，单分子膜上生成粒径大小为3-14nm的椭球和球形的Ag纳米粒子，随反应时间的增加，排列从分散转变为紧密；生成的Au纳米粒子的形貌有球形、多孪晶的二十面体及叁角形；电子衍射结果表明生成的纳米Ag为立方面心晶格，叁角形的Au粒子为单晶。在气液界面上获得了不同尺寸和形貌的银和金粒子。探讨了纳米薄膜的形成机理，VE被氧化时，分子中的二氢吡喃环被打开，生成了醌式结构。2．将聚乙烯亚胺-银离子溶液和磷钨酸溶液通过静电作用交替沉积在基底上，利用磷钨酸在紫外灯照射下生成的杂多蓝既作为成膜物质，又作为还原剂和光催化剂，使聚电解质膜纳米反应器中的Ag~+原位还原成Ag纳米粒子，制备了含有Ag纳米粒子的{PEI-Ag／PTA}n多层膜。在膜中得到的球形Ag纳米粒子粒径约为4-7nm，单分散性好。膜表面有一定的粗糙度，膜的吸光度随着膜层数的增加呈线性增长，多层膜是均匀组装的。PEI-Ag／PTA多层膜对尿酸和多巴胺氧化具有较好的电催化活性，有望用于电化学传感器。3．利用硅钨酸溶液在紫外光照射下还原AgNO_3制备TSA-Ag复合纳米粒子，将正电荷的壳聚糖与硅钨酸-Ag复合纳米粒子溶液通过静电作用交替沉积在基底上组装复合多层膜。TSA-Ag复合纳米粒子在膜上的覆盖率随组装层数和沉积时间的增加而增加，且以垂直薄膜表面的方向生长。聚电解质和纳米粒子层之间存在一定的互穿，膜的形成是层层均一和逐层生长。CV结果表明多层膜对氧还原有较好的电催化活性。4．采用层层静电自组装构筑聚丙烯酸钠(PAAS)／TiO_2复合薄膜，并使用新型染料敏化TiO_2纳米晶膜，进而组装染料敏化的太阳能电池。所制备电极呈纳米多孔，电池的能量转换效率为1.29％，残留在TiO_2纳米多层膜中的PAAS组分是影响染料敏化的太阳能电池效率提高的一个因素，同时发现薄膜对亚甲基蓝有光催化降解作用。在TiO_2多孔膜的纳米孔里形成PbS纳米粒子，制备TiO_2／PbS复合半导体纳米多孔膜电极，并用染料顺二硫氰根—双(2，2’—联吡啶—4，4’—二羧酸)合钌(Ⅱ)(Ru(bpy)_2(NCS)_2)进行敏化，探讨了TiO_2／PbS／Ru(bpy)_2(NCS)_2纳米多孔膜电极的光电化学性质。发现TiO_2／PbS／Ru(bpy)_2(NCS)_2作为电池光阳极的光电转换效率和能量转换效率与TiO_2／PbS复合半导体中PbS的含量有关，初步探讨了产生差异的原因。
汪小芳[7]2016年在《氮翻转卟啉和偶氮苯基吡啶咪唑铂(Ⅱ)配合物的合成与LB膜组装》文中提出本论文主要研究了四苯基氮翻转卟啉(NCTPP)和两种含偶氮苯基吡啶咪唑铂配合物在气/液界面上的LB膜组装行为,研究了它们在不同亚相上的成膜情况以及转移到基片上的能力,通过紫外、荧光、圆二色等手段研究了多层膜的光学性质。研究工作主要包括以下两个部分:第一部分,合成了NCTPP,对其进行了核磁表征。通过LB技术研究了NCTPP在纯水、稀盐酸溶液和硝酸镍溶液亚相表面的界面行为和成膜性能,并通过表面压—面积(π-A)等温曲线、紫外—可见吸收光谱对其LB膜的性质进行了研究。结果显示,NCTPP在硝酸镍溶液表面得到的单分子膜最为稳定,崩溃压为55mN/m(未崩溃),极限单分子面积为1.9 nm2,最大吸收峰位于444 nm处。通过最大吸收峰的强度对膜层数所做的线性关系图可知其在液面上形成的单分子膜是均匀的,且转移到基片上的稳定性较好,得到的LB膜的周期性较好。为改善NCTPP单分子膜转移到基片上的稳定性,将NCTPP与硬脂酸(SA)分别以2:1、1:1、1:2和1:3的摩尔比进行混合,在纯水表面成膜,通过表面压—面积(π-A)等温曲线、紫外—可见吸收光谱对其成膜性能进行了研究,结果表明混合比为1:1时得到的单分子膜最为稳定,崩溃压为55 mN/m(未崩溃),极限单分子面积为0.9 nm2,最大吸收峰位仍于444 nm处,通过最大吸收峰的强度对膜层数所做的线性关系图可以看出NCTPP与SA在液面形成的混合单分子膜均匀性很好,且转移到基片上的稳定性良好,得到的LB膜具有良好的结构周期性。第二部分,合成了两种含偶氮苯基吡啶咪唑类化合物(2-BPIP和2-BPBI),将这两种化合物与Pt(DMSO)2Cl2配位,得到了两种含偶氮苯基吡啶咪唑Pt(Ⅱ)配合物(Pt(2-BPIP)Cl2和Pt(2-BPBI)Cl2),并通过核磁和质谱等手段对这一系列化合物进行了表征。通过LB技术研究了这两种配合物在纯水表面的界面行为和成膜性能,并通过表面压—面积(π-A)等温曲线、紫外—可见吸收光谱等手段对其成膜性能进行了研究,结果显示配合物Pt(2-BPIP)Cl2在纯水表面得到的单分子膜更为稳定,崩溃压为44 mN/m(未崩溃),极限单分子面积为0.9 nm2,最大吸收峰位于360 nm处,通过最大吸收峰的强度对膜层数所做的线性关系图可知其在液面上形成的单分子膜转移到基片上的稳定性较好,得到的LB膜的周期性良好,而配合物Pt(2-BPBI)Cl2在纯水表面得到的单分子膜的稳定性比配合物Pt(2-BPIP)Cl2稍差,崩溃压为35 mN/m(未崩溃),极限单分子面积为0.8 nm2,最大吸收峰位于350 nm处,通过最大吸收峰的强度对膜层数所做的线性关系图可以看出其在液面上形成的单分子膜转移到基片上的稳定性也十分良好,得到的LB膜的周期性很好。通过测定这两种配合物的LB膜在紫外光和日光光照不同时间下的紫外—可见吸收光谱,发现它们均具有光致变色性质。
韩成祥[8]2006年在《单分子膜及其诱导硒纳米材料的研究》文中研究指明单分子膜和LB膜具有分子水平上的可调控性，它们提供了一种非常有用的在气／液、液／固界面上组装有机及有机／无机纳米复合单层膜和多层膜的方法和技术，具有厚度可控、结构可控、有序度可控、易于形成复合膜、易于功能化等特点，因此该方向的研究引起了人们高度重视。本论文组装了新合成的功能分子3-二茂铁基-2-丁烯酸(FCA)、2-十六烷氧基苯胺(C_(16)OAn)的单分子膜和LB膜，并利用十八胺(ODA)／维生素C(VC)、维生素E(VE)、C_(16)An单分子膜成功诱导了纳米硒的形成，制备了含纳米硒的LB超薄膜，其主要研究内容包括以下四个部分： 第一部分：合成了新的含二茂铁基团的功能分子FCA，利用成膜性能较好的ODA作为辅助成膜物质，将其组装进混合单分子膜中。利用混合单分子膜的表面压-单分子面积(π-A)等温线、dπ／dA-A曲线和ODA的表观单分子面积A_(ODA)与x(ODA)的关系曲线对单分子膜性质进行了研究，结果表明在FCA摩尔分数小于70％时，它可以完全组装到单分子膜中，同时由于FCA与ODA发生质子转移反应，形成FCA~-和HODA~+离子，当两者比例为1∶1时，达到净电荷为零的稳定状态，分子之间的静电排斥作用最小，混合单分子膜最稳定。 第二部分：研究了不同pH值的亚硒酸溶液亚相上ODA单分子膜的性质，π-A等温线和dπ／dA-A曲线都表明碱性亚相上单分子膜的成膜性能较好。在一定的膜压下，向不同pH值的亚相中加入还原剂维生素C后，生成了不同形貌的纳米硒，其中，在pH值为9和11时，生成了球形纳米硒颗粒，粒径大小在37nm左右，pH值为9时生成的纳米硒颗粒比pH为11时多。利用LB技术将该条件下的ODA／纳米硒复合单分子膜转移到固体基片上，利用X射线光电子能谱、小角X射线衍射和紫外-可见光普对制备的LB膜进行了表征。结果表明，LB膜周期性结构较好，复合膜中纳米硒在245-330nm处有表面共振吸收。 第叁部分：以具有还原性的VE作为成膜物质，一步还原制备了纳米硒颗粒。单分子膜的π-A等温线、E-A曲线表明，随着反应时间的延长，VE分子的平均单分子占有面积逐渐增大，而单分子膜的弹性逐渐减小，说明越来越多的纳米
李旸[9]2011年在《金属离子与单分子膜间的静电相互作用研究》文中认为人类对单分子膜的认识过程,如同人们在浩瀚的大海上进行长期的航海实践和探索的过程。20世纪30年代,Langmuir-Blodgett膜(简称LB膜)技术作为一种新型的研究方法掀起了单分子膜研究的第一个高潮。自此以后,LB膜倍受各国科研人员的青睐,也成为了当前膜与细胞生物物理研究领域的前沿热点问题。为了加强LB膜与生命活动之间的联系,加深对LB膜性能的研究以及增进LB膜在各个领域中的研究价值,我们让在生命活动中起着重要作用的金属离子与单分子膜相互结合。生物体内的金属离子普遍存在于无机盐之中,无机盐又是组成细胞的必要成分,它既可以调节细胞膜的结构也能够调节细胞周围环境的pH值,又可以维持细胞内外渗透压的平衡,乃至维持整个生命活动的正常。在金属离子与单分子膜结合的过程中,彼此之间会发生相互作用,从而使单分子膜具有了磁性、量子性以及导电性等一系列物理特性。科学研究发现金属离子与单分子膜结合的方式主要有叁种：一是通过静电相互作用、二是配位相互作用、叁是通过其他主客体与头基形成的界面复合物之间的相互作用进行的。由于金属离子的导入,使得单分子膜两亲分子间的相互作用发生了改变,从而影响了单分子膜的性质。目前,国内外研究人员对金属离子与单分子膜之间的配位相互作用的研究较多,对它们之间的静电相互作用研究相对较少,并且还没有得到普遍性的规律。因此,研究金属离子与单分子膜间的静电相互作用有着重要意义。本文采用理论分析和实验探究相结合的方式,探讨了以前研究工作中尚未探索的问题,即金属离子对带有电荷的Langmuir膜和Langmuir-Blodgett膜结构及稳定性的影响情况,并针对实验现象给出了相对合理的解释。文章实验探究部分所采用的成膜材料均为磷脂酰甘油,它是一种极性头基上带有一个单位负电荷的有机物质。根据成膜物质磷脂酰甘油分子极性头基的两亲性特征,我们将两亲分子极性头基的结构进行了简化,并建立理想化模型——点电荷模型。在该模型的假设下,利用经典电磁学理论对有效范围内离子间的各种相互作用进行了分析,并对压膜过程中离子的受力情况进行了讨论。在理论层面上得到了金属离子的各种属性对单分子膜等温线特征量影响的变化规律,即亚相溶液中的金属离子半径R越小、金属离子的浓度C越大、金属离子的价态Q越高,单分子膜所对应的等温曲线的特征量Ao将随之减小、相变点c的变化将较为明显、崩溃压的数值将随之变大、曲线外扩程度也会加大；反之亦反。通过对上述规律的分析,总结出了四种金属离子的叁种属性对单分子膜相变特征影响强度的排序。其中,离子价态Q对相变特征的影响程度最大,其次是离子的浓度C,而离子的半径R对单分子膜的影响较小。可以简单地将其表示为：Q>C>R。与此同时,我们运用理论分析的方法,推测出了金属离子对Langmuir-Blodgett膜结构的影响规律。考虑到金属离子与成膜分子间的静电相互作用主要影响了单层膜分子排列的紧密程度以及LB膜与云母片之间的结合程度,因此推测其规律可能是：亚相中金属离子的价态Q越高,离子的半径R越小,离子的浓度C越大,能够转移到云母片上的磷脂酰甘油分子的结构排列越规则、紧密,单层膜分子与云母片之间的结合力度越大,膜的稳定性能越好。最后,应用控制变量法和对比法,设计了验证上述结论的相关实验。通过进行实验,以及观察所得到的实验数据,我们发现金属离子对单分子膜的成膜能力、膜的强度、膜的结构、膜的相态变化和膜的形貌等方面的影响规律与理论分析中得到的规律相符合,进一步佐证了理论分析的合理性和正确性。
孔林[10]2002年在《新型两亲分子的合成与成膜性能研究》文中研究说明论文在文献调研的基础上，对Langmuir单分子膜、LB膜和微乳液的研究状况进行了综述。设计和合成了四种与生物分子具有相似头基的两亲分子，并对其结构进行了表征。探索了这些两亲分子形成单分子膜的能力、形成微乳液的区间。通过单分子膜的π-A等温线、动态激光光散射、TEM、红外和紫外光谱等多种手段对上述所制备的有序分子膜进行了较详细的研究。 本论文的主要工作如下： 1．两亲分子的合成与表征 合成了两亲分子4-甲基-5-羟乙基噻唑十八酸酯(HISE)、十六烷基溴化(4-甲基-5-羟乙基)噻唑(HIHB)、N-十六烷基-对十六烷氧基苯甘氨酸(HHOPHG)和1，2-bis(O-aminophenoxy)ethane-N，N，N，N-tetracetic acid(BAPTA)，利用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱等手段对它们的结构进行了表征。 2．研究两亲分子HISE形成单分子膜的能力及其影响因素 (1)用Langmuir膜天平测得了不同酸度的亚相上HISE单分子膜的π-A曲线，研究了亚相酸度对HISE成膜性能的影响，发现酸性亚相不利于HISE单分子膜的形成，而碱性亚相有利于提高HISE的成膜性能。 (2)用Langmuir膜天平测得了含不同金属离子的亚相溶液上HISE单分子膜的π-A曲线，不同的金属离子，由于所处的周期、族以及电子结构的不同，对HISE单分子成膜性能有不同程度的影响。在本论文所涉及的几种金属离子中，第一主族的Na~+、K~+离子、第二主族的Mg~(2+)、第四周期过渡元素中的Mn~(2+)对HISE的成膜性能都有良好的改善。 (3)利用LB技术将二次水亚相上的HISE单分子膜沉积到具有亲水表面的CaF_2基片上，得到转移比接近1的Y—型LB膜，并用FT-IR光谱对LB膜进行了表征，发现HISE的红外吸收峰在制成LB膜前后没有发生位移，随着LB膜膜厚的增加，吸收峰呈现增强的趋势，表明LB膜可有效、均匀地沉积。 大做人’卜小W灿卜xN论义 俯凹 3．HIHB的成膜性能及吸附蛋白质的研究 （l）用 Langmuir rA天平研究了不冈酸度的亚相对 HIHB成膜性能的影响， 结采脑刃，碱性亚相中HIHB的成膜性能较佳。 （2）利用。－A等温曲线和。－t时间曲线研究了不同酸度的亚相上人血清白蛋白 （HSA）吸附在 HIHB单分子膜上的情况。结果表明，HSA在 HIHB单分子膜 面下的吸附－解吸平衡在本实验条件下约二小时达到；HSA在单分子膜二次压缩 的前期可能参与膜的形成，在压缩的过程中，吸附在HIHB上的HSA逐渐被挤 出单分子膜面，HSA的存在基本不影响单分子膜的崩溃压和平均分子占据面积。 4．WO型HHOPHG微乳液的制备及性质研究 门）皂化度为 40％的 lx10“mol／L的 HHOPHG在正庚烷与正己醇用量为 8：2－6：4（体积比）的范围内均能够形成良好的微乳液，正己醇加入过多或过少都 不利于m＊＊G微乳液的形成。在8：2的正庚烷／正己醇体系中，不同皂化摩的 HHOPHG均能形成微乳液，随皂化度的增加微乳液的液滴直径逐渐增大，透射 电镜测试得到类似的结果。 （2）紫外光谱的分析表明，随 HHOPHG皂化度和助表面活性剂正己醇用量 的改变，微乳液中HHOPHG紫外吸收峰的位置和强度发生变化，表明在微乳液 的形成过程中，HHOPHG的苯环和竣基上的电子云密度发生了变化。 5．O／W型BAPTA微乳液组装的初步探讨 以水为分散剂，成功地制备了O／W型BMA微乳液，其液滴直径分布较 窄，液滴大小均匀。
参考文献：
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[2]. 含噻吩官能团的两亲分子的合成及其单分子膜性质的研究[D]. 杨旸. 福州大学. 2006
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[8]. 单分子膜及其诱导硒纳米材料的研究[D]. 韩成祥. 安徽大学. 2006
[9]. 金属离子与单分子膜间的静电相互作用研究[D]. 李旸. 陕西师范大学. 2011
[10]. 新型两亲分子的合成与成膜性能研究[D]. 孔林. 安徽大学. 2002
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