辛烷基三乙氧基硅烷-十八烷基三氯硅烷混合自組裝單分子膜的制備.pdf

1、分子自組裝是指原子或分子在固體基底上自發(fā)地排列成一維、二維或三維有序空間結(jié)構(gòu)的過程.分子自組裝技術(shù)是將各自獨立、具有一定功能團的無序分子在一定條件下自發(fā)地組裝成一維、二維或三維的超分子體系,并賦予它們有序性、周期性和均勻性,在分子尺度上設(shè)計和制備具有特殊性能的有序功能組合體.與傳統(tǒng)的LB膜相比,自組裝單分子膜(Self-Assembled Monolayer,SAM)不但結(jié)構(gòu)高度有序,而且可以通過對分子末端基的類型和烷基鏈的長度的選擇和

2、控制制備出具有特殊功能和用途的表面,在基礎(chǔ)科學(xué)研究和現(xiàn)代工程應(yīng)用上具有重要的意義. 論文對辛烷基三乙氧基硅烷(Octyltriethoxysilane,C8TES)和十八烷基三氯硅烷(Octadecyltrichlorosilane,OTS)混合自組裝單分子膜(Mixed SAM)的制備技術(shù)進行了實驗研究.分別采用了共吸附法(Coadsorption)和分步法(Stepwise)兩種方法制備C8TES/OTS混合自組裝單分子膜.

3、結(jié)果表明,由于C8TES和OTS分子的反應(yīng)活性相差很大,難以通過調(diào)節(jié)共吸附混合溶液中C8TES和OTS的濃度來平衡C8TES和OTS分子之間吸附能力的差異,利用共吸附法無法制備出C8TES/OTS混合自組裝單分子膜.但是利用C8TES分子頭部三個乙氧基所形成的空間位阻以及C8TES和OTS分子之間反應(yīng)活性的差異,采用分步法可以制備出混合均勻的均相(Homogeneous)和相分離(Phase-separated)的C8TES/OTS混合

4、自組裝單分子膜.論文還通過使用不同彈性系數(shù)的懸臂探針的AFM掃描實驗和C8TES SAM形成過程中分子空間位阻的分析,對18℃時1×10<'-3>mol/LC8TES.甲苯溶液中C8TES SAM形成過程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征進行了研究.我們的研究表明,由于C8TES分子頭部三個乙氧基形成的空間位阻的影響,C8TESSAM的內(nèi)部處于一種不完全組裝的松散狀態(tài),所形成的自組裝單分子膜內(nèi)分子密度偏低,造成C8TES SAM的表面接觸角偏低,只有20