吡嗪衍生物在石墨表面上的自组装单层膜结构

利用扫描隧道显微镜研究了荧光液晶分子2, 5-二-[2-(3, 4-二-十二烷氧基-苯基)-乙烯基]-3, 6-二甲基吡嗪(BPDP12)在石墨表面上自组装单层膜的结构. 实验结果表明, 该化合物在石墨表面形成两种自组装结构：一种是稳定的, 分子的共轭中心相互平行, 烷基链相互交错的密排结构；另一种是不稳定的, 分子的共轭中心彼此为烷基链所分隔的非密排结构. 分子之间较强的π-π作用和分子烷基链之间的范德华作用力对分子组装的取向形成竞争, 是产生两种不同组装结构的根本原因.     

X射线衍射方法研究取代酞菁卟啉分子的SA和LB膜

利用X射线衍射和STM方法研究了取代酞菁和卟啉分子的自组装膜(SAM)和LB膜的结构.研究表明这些分子在非极性的石墨表面以分子平面平行于基底平面的形式吸附,而在Si(111)及玻璃等极性表面上则以分子平面垂直于基底表面的形式吸附.这一实验结果表明在不同极性的表面上有机分子可以形成完全不同结构的薄膜.     

取代烷基侧链长度对二维纳米结构的影响

合成了一系列烷基取代的间苯三酚衍生物,并在大气条件下用扫描隧道显微镜研究了它们在高定向裂解石墨表面的吸附和组装行为.实验结果表明,这些自组装分子具有条状结构特征.在链长较短的分子图像中,两条平行的烷氧基链肩并肩地排列在苯环的一侧,另一条烷氧基链则排列在苯环的另一侧,链与链之间彼此相互交错排列形成均一的烷基条带.当链长增加时,这种高稳定性和密排结构遭到破坏,出现单个分子和分子对共存的组装结构.这是由于烷基链与烷基链之间以及烷基链与基底之间的作用力共同决定的.通过调控分子烷基链的长度可以得到不同的表面二维纳米结构.