Langmuir单分子膜的动态稳定性:

应用KSV LB－5000型Langmuir膜天平的VISCOS模式,对硬脂酸和19,21－二炔二十二碳酸（DDA）单分子膜在有无亚相离子、不同目标膜坟、不同膜障振动频率和不同温度下的动态稳定性作了研究。实验表明,单分子膜的目标膜压越低,膜障交变振动的频率越低,单分子膜越稳定,亚相中加有金属正离子对单分子膜的动态稳定性也有利。     

“单分子油膜测分子大小”实验探究

从物理化学单分子膜研究领域探究了"单分子油膜测分子大小"实验,给出了单分子膜形成的过程,用大学理论知识进一步阐释该实验的知识细节,拓宽了实验本身知识含量,使教学内容更加形象、生动同时兼具科学性。     

单原子分子测控的进展

单原子分子测控是近年来发展起来的实验技术,其操作对象是单个的原子或分子。完整的单原子分子测控包含了对单原子分子的成像、识别、操纵和组合分解四个方面。本分别对这四个方面进行了系统综述,介绍了国内外相关技术的发展和现状,并对其未来做了展望。     

单原子分子测控的进展

单原子分子测控是近年来发展起来的实验技术 ,其操作对象是单个的原子或分子。完整的单原子分子测控包含了对单原子分子的成像、识别、操纵和组合分解四个方面。本文分别对这四个方面进行了系统综述 ,介绍了国内外相关技术的发展和现状 ,并对其未来做了展望     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法 ,以气 /液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜 .考察了镀液 pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响 .实验发现 ,酸性镀液的气 /液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银 ,而在中性和碱性镀液的气 /液界面上可以诱导银膜的生长 .当单分子膜处于液态或固态时 ,气 /液界面有银膜形成 ;液态单分子膜上的银膜生长速度较快 ,且银膜的结构一致 .随着电极电位的升高 ,银膜沉积的速度加快 ,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则 .将不同实验条件下的银膜转移出来 ,采用扫描电镜 (SEM )、透射电镜 (TEM )对银膜的结构与形貌进行了表征 .研究表明 ,银首先在单分子膜上异相成核 ,由八面体构型逐渐发展成星型 ,最终在气 /液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜 .     

单分子物理与化学的新进展

本文对新兴边缘学科-单分子物理与化学的一些研究进展进行简要综述。在对单分子科学中几类基本实验技术如扫描隧道显微术和光镊技术等作了简要介绍之后,重点评述了单分子实验技术和研究方法在物理、化学、生物和分子电子学等学科领域的应用和影响。基于扫描隧道显微术和电子结构计算,列举了最近几个关于单分子高分辨表征、单分子器件和单分子量子调控等方面的研究实例。最后对单分子物理与化学的发展前景进行了展望。     

单分子物理与化学的新进展

本文对新兴边缘学科-单分子物理与化学的一些研究进展进行简要综述。在对单分子科学中几类基本实验技术如扫描隧道显微术和光镊技术等作了简要介绍之后,重点评述了单分子实验技术和研究方法在物理、化学、生物和分子电子学等学科领域的应用和影响。基于扫描隧道显微术和电子结构计算,列举了最近几个关于单分子高分辨表征、单分子器件和单分子量子调控等方面的研究实例。最后对单分子物理与化学的发展前景进行了展望。     

单分子器件电输运中基于量子干涉效应的调控策略

单分子器件电输运中的量子干涉效应是电子在分子独立的轨道能级内传输时因保持量子相干性,从而在不同能级之间发生相互干涉的现象.这种现象导致了电子在单分子器件内透射概率的增加或减小,在实验中体现为单分子器件电导值的升高或降低.近些年,利用量子干涉效应对不同的单分子器件进行调控在实验中被证实是有效的调控手段,如对单分子开关、单分子热电器件、单分子自旋器件等器件性能的调控.本文介绍了量子干涉效应的相关理论与预测、实验观测与证实,以及其在不同单分子器件上的调控作用.     

Cu(100)表面CO分子单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了覆盖度分别为1.00, 0.50和0.25 ML时CO分子单层膜在Cu(100)表面的吸附系统. 计算表明CO分子对不稳定. 获得了CO分子单层膜在虚拟Cu(100)表面的原子结构, 以及CO分子单层膜在Cu(100)表面吸附系统的原子结构. 当CO分子单层膜在Cu(100)表面的三个吸附位吸附, 覆盖度为1.00 ML时, 顶位和桥位都稳定, 而空心位不稳定; 覆盖度为0.50和0.25 ML时, 三个吸附位都稳定.比较吸附前后CO分子单层膜的原子结构, 可知CO分子和Cu(100)表面的相互作用强于CO分子单层膜之间的相互作用. 关键词： CO分子单层膜 自组装 CASTEP Cu(100)     

4-甲基-5-羟乙基-噻唑-十八酸酯的合成、表征及成膜性能研究

合成了一种新型两亲分子4－甲基－5－羟乙基－噻唑－十八酸酯（以下简写为HISE），利用FTIR，^1H NMR,MS等手段对其进行了表征，并研究了在不同pH值的亚相溶液中HISE单分子膜的形成，通过表面压－分子面积等温线（π－A）的测定，发现随着亚相pH值的增加，单分子膜的崩溃压升高，HISE的成膜性能逐渐增强，单分子膜从膨胀型向压缩型转变。通过对微分曲线dπ／dA-A的分析，研究了不同pH值的亚相中HISE单分子膜的不可压缩性和相变过程。结果表明，碱性介质中HISE单分子膜具有良好的稳定性和不可压缩性。     

Effects of Calcium Ions on Thermodynamic Properties of Mixed Bilirubin/Cholesterol Monolayers

通过?-A等温线研究了含钙离子浓度不同的水溶液亚相上胆红素/胆固醇混合单分子膜的性质．在此基础上,采用数学方法计算了不同亚相上单分子膜的平均单分子面积、崩溃压、表面压缩系数、超额单分子面积、混合自由能和超额自由能．结果表明,在钙离子溶液亚相上混合单分子膜的结构发生扩张,并且在界面上形成非理想混合单分子膜．与理想混合时相比,这种混合单分子膜在超额单分子面积上表现为明显的正偏差．在纯水亚相上,胆红素与胆固醇的摩尔比为3:2时混合单分子膜为热力学最稳定体系．但是在钙离子浓度逐渐增大的亚相中,这种摩尔比的混合单分子膜热力学稳定性被破坏,即混合单分子膜中的不同组分间自发混合能力下降,这是由于受到钙离子与胆红素和胆固醇之间配位作用的影响．此外,在钙离子溶液亚相中,在较低的表面压下制备出的混合膜具有更好的热力学稳定性．     

硫醇自组装分子膜末端基团对其电荷输运特性的影响

在金(111)表面组装了具有不同末端基团的硫醇单层分子膜，并利用导电原子力显微镜研究了分子膜的电输运性质，发现不同末端基团的分子自组装膜的导电能力有明显差别.结合X射线光电子能谱，研究了末端基团中碳原子的结合能与相应硫醇分子电导的关系.结果表明不同末端基团分子膜导电能力的差别可归结为末端基团碳原子电子结合能的差异.结合能越高，末端基团电子的局域化程度越强，导致电子有效注入分子主链的势垒越高，从而减弱了分子膜对电子的输运能力.此外，实验还发现不同末端基团的硫醇单层分子膜有不同的表面电势，导致分子膜电流电压特性曲线的零点产生偏离. 关键词： 分子自组装膜 输运特性 末端基团 导电原子力显微镜     

扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用

单分子科学是一门新兴的交叉科学,在当前的科技发展中具有重要意义.扫描隧道显微镜是研究单分子的一种强有力而独特的工具.文章以作者所在研究组近年来在单分子表征、操控和原型器件设计等方面的研究工作进展为例,概述了扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用,重点介绍了以下成果:在硫醇分子自组装单层膜上观测到C60分子的本征笼状结构,并发现了一种新颖的由C60分子取向产生的拓扑序;结合实验图像和理论模拟,确定了单个C60分子在Si(111)-7×7表面的吸附取向;通过对金属富勒烯分子Dy@C82进行空间和能量分辨成像及相关理论模拟,确定了金属原子相对碳笼的位置及分子的取向;利用扫描隧道显微镜针尖对吸附在Au(111)表面的单个CoPc分子操作"分子手术",以实现其吸附态和自旋态的量子调控;发现了一种由单电子隧穿和C59N分子的特殊能级结构产生的新的整流机制;发现了一种由针尖电子态和CoPc分子中Co原子轨道的空间对称性匹配产生的负微分电阻效应.     

仿生色素薄膜的荧光光谱研究

本文利用柱层析法从天然产物中提取分离了叶绿素a(Chl-a)和胡罗h素C(Car),并按Langmuir-Blodgett单分子膜技术制备了Chl-a单分子膜、Chl-a与Car的混合单分子膜。实验中还引入了硬脂酸起辅助支撑作用,选用的硬脂酸与Chl-a的摩尔比为10:1。挂膜载片为经过疏水处理的玻璃片。为制作模仿天然光合膜集光天线系统的功能,我们以Car为给体Chl-a为受体,Caf与Chl-a的摩尔比为5:1、50:1和125:1;这里选用的比例远大于集光天线的色素比例。用荧光光谱的测量发现,L-B膜内的色素分子有特殊的集聚态,这种状态有助于实现高效的激子转移。作者指出,由于二维的L-B膜上会发生Frster型和激子型两种能量转移的协同作用,所以在Car与Chl-a的摩尔比125:1时Chl-a的荧光无相应衰减。Chl-a单分子膜的荧光带为677nm和766nm。吸附在层析纸上Chl-a的荧光,仅长波带有明显位移。     

烷基硫醇/金自组装单分子膜表面上金属沉积特性研究进展

本文介绍了金属原子在烷基硫醇自组装单分子膜表面的再沉积行为,从理论上分析了其作用机理,归纳出了金属在自组装单层膜表面的再沉积规律。     

烷基硫醇/金自组装单分子膜表面上金属沉积特性研究进展

本文介绍了金属原子在烷基硫醇自组装单分子膜表面的再沉积行为,从理论上分析了其作用机理,归纳出了金属在自组装单层膜表面的再沉积规律。     

花生酸与铈β-二酮络合物混合单分子膜的成膜特性

将铈 β 二酮络合物 (Ce(tmhd) 4)的氯仿溶液与花生酸 (AA)的氯仿溶液以不同摩尔比混合并铺展在纯水亚相上 ,得到其与AA的混合单分子膜 .对混合单分子膜的成膜特性 (π A等温线和体系超额自由能 )进行了探讨 ,发现混合单分子膜的超额自由能为负值 ,混合过程为热力学自发过程 ,且在配比为 1∶2时其绝对值最大 ,体系最稳定 ,并进一步讨论了混合单分子膜可能的凝聚态结构 .在配比为 1∶2时 ,研究了混合单分子膜的静态弹性和动态弹性     

一种可溶喹吖啶酮衍生物LB膜的光谱特性

采用表面压-分子面积(π~A)等温曲线、紫外-可见吸收谱和荧光光谱的方法研究了一种喹吖啶酮衍生物材料LB膜的制备及其光谱特性。实验表明,这种喹吖啶酮衍生物能够在水面上形成稳定的单分子膜,它与花生酸(AA)混合后不仅可以形成很好的单分子膜,而且可以较好的转移到固体基片上制备成LB膜多层膜。这种喹吖啶酮衍生物LB膜的紫外-可见吸收谱的吸收峰位较稀溶液发生了红移,这是由极性溶剂分子与其相互作用的结果。其溶液有很强的荧光效应,但LB膜没有荧光现象,原因是在LB膜中QAC16的浓度过高发生“自我猝息”而失光。它在溶液和LB膜中都是以单体的形式存在。     

表面单分子量子态的探测和调控研究进展

单分子体系是一种典型的受限量子体系,且由于其能级分立、轨道局域、化学拓展性强,因而具有丰富的电子态、光子态以及自旋态,这些分子体系中由量子力学决定的物态使得利用单分子作为未来量子信息的载体成为可能.对单分子尺度量子态的探测和调控研究有利于我们“自下而上”精确构建量子器件.由于单分子体系的尺寸限制,宏观的表征手段难以对其进行精确地调控和探测.扫描隧道显微镜具有高精度的实空间定位能力,高分辨的成像和谱学能力,可以实施原位的分子操纵,还可以与多种外场和局域场表征技术联用,是目前精确探测和调控分子尺度量子态特性的重要工具.本文撷取这一领域较为代表性的进展,介绍了基于扫描隧道显微学技术的表面吸附单分子及其相关结构中的量子态研究现状.首先介绍了表面单分子体系量子态的制备手段,然后分别重点介绍了单分子的局域磁自旋态以及单分子作为单光子源的光学特性.对于石墨烯分子结构我们将其视为一种大分子的单分子体系,分别从其拓扑电子态和自旋态的表征和调控两方面做了介绍.最后总结并对单分子量子态研究未来的发展做了展望.     

用表面二次谐波检测L—B单分子膜层的聚合

本文首次报道用光学二次谐波实验检测L-B膜分子单层的聚合.膜层的非线性极化率的改变可用原子基团和价键理论解释.实验结果还提示,紧邻于表面的那层单体分子层的聚合先于其它原分子层.