利用Langmuir-Blodgett技术构筑表面微结构的方法(5)

由于表面纳/微结构在微电子和生物学等领域有着广泛的应用前景,其构筑方法引起了人们越来越多的关注。目前已经发展出了多种表面纳/微结构的构筑方法,然而在大面积上构筑表面结构仍然是一个非常重要的研究课题。自组装技术作为一种无模板的构筑方法,在这方面发挥了重要作用。

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化　学　进　展

第19卷

图7　不同线状结构的原子力显微镜照片:(a)纯AS2RL

[42]

膜;(b)AS2RLΠBA=2∶1;(c)AS2RLΠODA=2∶1

Fig.7　AFMimagesof(a)pureAS2RLfilm,(b)AS2RLΠBA

[42]=2∶1and(c)AS2RLΠODA=2∶1

图9　PNOA的LB,分别以(a)仅

[44]

μ含硫化物;(b)PVS;(c)C

×5m

属离子在Langmuir膜内原位配位。同时,亚相的浓

度不同时配位数会发生变化,(PAR)2C10与金属离子在较低浓度下2∶1配位,较高浓度下1较高浓度的Cu(NO

3)2长达几微米的,浓的Cu(CH3C2(图8)。)的体PAR衍生物和Cu(Ⅱ

系中发现了这种线状结构,其它金属离子或单链的PAR衍生物不具备这种性质。这种用双头基双亲性分子LB膜方法制备一维纳米材料的简单易行方

　AFMfrom(a)only,((c)CMCinthe

]

m也通过控制LB膜转移条件,得

到了不同形貌的栎精棕榈酸酯(QP)分子LB膜。如图10所示,如果在图10中(b)的状态下转移,得到

等

[45]

的是纳米纤维状结构。

法,为一维纳米材料纳Π微器件提供了有效的制备途径。

图10　QP分子的Π2A曲线及在3种不同状态下得到的

LB膜的原子力显微镜照片

[45]

ΠFig.10　2AisothermofQPmoleculeandAFMimagesofLB

图8　(PAR)2C10LB膜的原子力显微镜照片:以(a)μμμμ115m×115m,Cu(NO3)2溶液为亚相和(b)2m×2m,

Cu(CH3COO)2溶液为亚相

[43]

filmsunderthreedifferentsurfacepressure

[45]

2

12　其他材料表面结构的构筑

LB技术在开始阶段主要以制备小分子薄膜为

Fig.8　AFMimagesof(PAR)2C10LBfilmstransferredfrom(a)Cu(NO

3)2,115μμm×115mand(b)Cu(CH3COO)2

[43]

μμcontainingsubphase,2m×2m

主,近年来也成为制备纳米粒子和纳米线等功能材

料组装体的方法,而且也越来越受到人们的重视。

我们将Au55(PPh3)12Cl6(缩写为Au55)纳米簇的溶液铺展到乙烯吡咯烷酮(PVP)水溶液的亚相上,以PVP为模板,在硅和云母基底上分别得到了含有Au55纳米簇的一维纳米线网络结构

[46]

利用亚相中的聚电解质为

模板,制备了线状结构聚N218烷基苯胺(PNOA)的LB膜。亚相中聚乙烯硫酸盐(PVS)和羧甲基纤维素(CMC)的加入使LB膜形成过程中的分子组织和识别行为发生了变化,导致了单体和聚合物LB膜

Radhakrishnan等

[44]

。通过对LB

膜转移过程中表面压力的控制,可以控制这种以PVP为载体的Au55纳米簇一维纳米线的密度和相互

的形貌、界面上聚合过程的动力学及聚集薄膜中聚合物链排列的有序性发生了显著的变化(图9)。

连接程度(图11)。同时,对比实验证明,仅用PVP在相同的条件下不能形成这种结构,说明了在这个