自组装单分子膜功能器件

分子尺度电子学是利用单个分子或分子单层组装体作为活性单元来实现电子学功能的一门前沿科学领域.基于自组装单分子膜(SAMs)的分子器件在分子电子学的实用化道路上具有很大的发展潜力与应用前景.目前,SAMs功能器件的研究仍处于起步阶段,其性能还有很大提升空间.本文首先评述了SAMs器件的构筑方法,针对直接蒸镀金属顶电极会对SAMs造成破坏的问题,介绍了3类软接触电极,包括液态金属、导电高分子和石墨烯顶电极;然后以固态光开关器件为例介绍了近年来功能器件上的一些新进展,分子优化设计对于提升器件响应活性具有重要意义;同时总结了共轭聚合物SAMs器件的制备方法和性能,通过合理的结构设计,共轭聚合物能进行电荷的长程输运,并有望提供比小分子更优异的光电功能;最后讨论和展望了未来的发展方向.     

自组装单分子膜的结构及其自组装机理

综述了自组装单分子膜技术近年来取得的一些重要研究成果,重点介绍了自组装单分子膜体系的结构及其自组装机理,并提出了这一领域今后的发展方向及需要解决的重点课题.     

OTS自组装单分子膜在玻璃表面形成过程的AFM研究

运用原子力显微镜研究了十八烷工碱氯硅烷在玻璃表面自组装形成单分子膜的过程。通过对样品表面的显微图像,表面平均粗糙度及前进接触角的测量分析,揭示了自组装单分子膜在玻璃表面的生长规律,并探索反应初期玻璃表面的吸附特点。     

自组装单分子膜在电化学电子转移过程中的应用

综述了自组装单分子膜作为模型体系在电化学电极过程中长程电子转移方面应用的一些重要研究成果。重点介绍了电子转移距离、电活性中心的微环境、膜表面分子的设计和状态等因素对长程电子转移的影响情况。展望了该领域今后的发展方向。     

分子自组装单层膜的表面浸润性研究现状和展望

立足于分子自组装单层膜的制备及结构, 讨论了分子自组装单层膜的头基基团与基底的作用机理、 主链与环境的温度依赖关系, 特别是其端基基团的化学性质及构象对表面浸润行为的影响. 重点讨论了分子自组装单层膜的端甲基基团对表面能的贡献、 极性端基基团与水分子之间的相互作用以及自组装单层膜表面的分子尺寸粗糙度对表面浸润的影响. 最后, 基于理论和实验基础对以上问题提出新的认知与看法, 并对未来该领域发展的机遇与挑战进行了展望.     

喹啉衍生物自组装单分子膜的制备与结构

由于自组装单分子膜（SeifAssewhledMonolnyer,SAM）技术提供了在分子水平上构造理想界面的方便手段,而且所得到的膜具有优于传统m膜的均一性与稳定性,所以近年来SAM成为研究的热点．大量的研究工作表明SAM在润滑、防腐、催化老u蚀、电子转移反应研究、分子器件、非线性光学等众多领域都有广泛的应用前景［‘］．在以前的工作中我们曾报导了含酸胺键［’］、偶氮苯基团”,‘］等链内取代基的SAM的电化学与红外研究的结果,并采用化学力显微镜（CF）技术对末端为竣基的SAM进行了力滴定研究l’1．由于受合成等因素的制约,目前国…     

金属表面自组装缓蚀功能分子膜*

本文总结了近年来自组装单分子膜技术在金属腐蚀与防护领域中的应用,重点介绍了几类比较成熟的自组装体系,评价了几种常用的表征技术,概括了近年来本课题组在该研究领域中的一些成果,并对自组装技术今后的发展作了预测。     

硅表面有机单分子膜的新表征方法──界面微分电容测量法

提出一种表征硅表面有机单分子膜的新方法界面微分电容测量法.通过对新制备的H-Si(111)表面和一系列烯烃分子修饰的硅表面/电解液界面的微分电容的研究,建立了硅表面有机膜结构和性质与界面电容之间的联系.实践证明这是一个简便、快速和有效的实验技术,为硅表面化学修饰与功能化研究提供了一个非常有力的工具.     

不同类型卟啉自组装膜的制备及表征

制备了不同类型的巯基卟啉自组装膜,借助多种表征技术（紫外可见光谱、电化学和X射线光电子能谱）研究了不同类型卟啉自组装膜的结构特点;研究结果表明,卟啉分子中巯基取代基数目的不同（-[SH]n-,n=1,4）,导致了卟啉环在自组装膜表面的构型不同,从而表现出不同巯基卟啉自组装膜性能的差异。 在此基础上,提出了不同巯基卟啉自组装膜的结构模型。     

自组装单分子膜的制备及其在电分析化学中的应用

综述了自组装修饰电极在电分析化学中的应用。     

Self-Assembled Monolayers of Nitron: Self-Activated and Chemically Addressable N-Heterocyclic Carbene Monolayers with Triazolone Structural Motif

N-heterocyclic carbenes (NHCs) have emerged as a unique molecular platform for the formation of self-assembled monolayers (SAMs) on various surfaces. However, active carbene formation requires deprotonation of imidazolium salt precursors, which is mostly facilitated by exposure of the salt to exogenous base. Base residues were found to be adsorbed on the metal surface and hindered the formation of well-ordered carbene-based monolayers. Herein, we show that nitron, a triazolone-based compound that freely tautomerizes to a carbene, can spontaneously self-assemble into monolayers on Pt and Au surfaces, which obviates the necessity for base-induced deprotonation for active carbene formation. SAMs of nitron were found to be thermally stable and could not be displaced by thiols, and thus their high chemical stability was demonstrated. The amino group in surface-anchored nitron was shown to be chemically available for S_N2 reactions, and makes surface-anchored nitron a chemically addressable cross-linking reagent for surface modifications.     

肌红蛋白在硅基表面自组装的研究

通过自组装、自组织及自我复制构筑生物分子和纳米结构在自然界和非自然界相当普遍。利用半导体材料硅片或与硅相关的物质(二氧化硅等)为基底制备SAMs(Self-assembled Monolayers)的技术是一项很有前景的有机功能膜制备技术。由于这类SAMs的有序性和常温下的高稳定性，尤其是所     

基于生物刺激源的响应性聚合物及其可控自组装

基于生物刺激源的响应性大分子自组装体系对智能聚合物领域的发展具有重要的意义。本文回顾并综述了近年来在该领域内针对生物大分子及各种小分子作为刺激源的大分子自组装体系及其研究现状。依据不同类型的刺激源进行分类,论述了近年来的研究进展,并合理展望了该领域未来的发展前景。     

Oriented Crystallization on Organic Monolayers to Control Concomitant Polymorphism

Nucleation events and crystal growth can be guided by molecular recognition at interfaces through intermolecular interactions. The short-acting antimicrobial sulfa drug sulfathiazole is known for its concomitant crystallization, which has five known polymorphs, due to conformational flexibility and hydrogen-bond synthon variation. In its development stage of a drug the issue of concomitant crystallization needs to be addressed with respect to patent litigation, including legal actions to protect patents against infringement. A functional self-assembled monolayer (SAM) of organic thiol on a gold surface has been employed as an efficient approach to control concomitant nucleation of such flexible drugs. The crystallization on a SAM surface is mostly kinetically driven and often leads to the nucleation of novel metastable forms. Spectroscopic, thermal analysis and X-ray diffraction studies reveal that a previously unknown, sixth form of the drug nucleates on the designed SAM surface.     

环二肽的自组装及其荧光性能

环二肽由两个氨基酸通过肽键环合形成,在氢键相互作用驱动下具有较强的自组装倾向.本工作研究了c-SF,c-SY,c-SH及c-DF等四种环二肽的自组装行为和组装体的荧光特性.实验结果表明,c-SH为无规卷曲而其他三种环二肽均采取β-sheet二级结构,且除c-SH未形成明显组装体外,其他三种环二肽均形成不同尺寸的纳米纤维.荧光光谱检测发现环二肽在不同波长的激发下存在多个不同的荧光发射峰;对于c-SH,侧链咪唑基官能团与Zn（II）配位可以增大荧光发射的强度;对于c-SY,侧链酚羟基的氧化也可以增强荧光强度.推测在氢键作用的驱动下环二肽分子可以逐个堆叠形成纳米纤维,自组装导致的分子聚集和分子的侧链结构均可使环二肽具有可调变的荧光性能.     

全亲水性嵌段共聚物及其超分子自组装

本文介绍了全亲水性嵌段共聚物(DHBCs)的定义与特点.根据不同的环境敏感自组装机理,分类详述了不同DHBCs的结构及其超分子自组装行为,并探讨了相应的应用现状与前景.     

自组装膜结构与电化学行为的关系

报导了组装时间对４－乙氧基－４＇－Ｎ（２″－巯基－乙基）羧基酰胺－偶氮苯（Ｃ２ＡｚｏＣ２）自组装膜电化学行为的影响。接触角与界面电容的数据表明，组装时间的增长使自组装膜表面覆盖度增加。从循环伏安图中可以观察到氧化峰与还原峰之间的距离增大，同时计算得到的表观电极反应速率常数显著减小。基于偶氮苯基团的自身结构及其在电化学反应过程中所经历的构型改变，认为有序体系中组装结构的致密性阻碍偶氮苯基团的构型变化     

三氯锗丙酸及其衍生物自组装单分子膜的制备与表征

首次制备了三氯锗丙酸及其酯类衍生物(Cl₃GeCH₂CH₂COOC_nH_2n+1,n=0,2,4,6)在羟基化的单晶硅片上的自组装单分子膜,并利用接触角测量、椭圆偏振和光电子能谱法进行结构表征.结果表明,这类分子的自组装行为与三氯硅烷相似,组装后在基底表面形成准二维锗烷网状排布;分子链轴有一定倾斜角;膜表面润湿性随表征液体和三氯锗丙酸尾链取代基不同而不同.     

Self-Assembly of Hierarchical Microstructures and Their Ring Patterns in Evaporating Droplets

Urchin-like and tree-shaped hierarchical microstructures were prepared within a solution droplet through drying-mediated self-assembly of organic molecules. The hierarchical architectures inside the droplet can orderly arrange into irregular ring patterns. The morphology evolvement of the hierarchical microstructures and the formation of the ring patterns were captured and studies with the assistance of optical microscopy. Their formation mechanisms were discussed on the basis of the results of time-dependent experiments. The amount of organic molecules in the solution had an obvious effect on the size and morphology of hierarchical microstructures and ring pattern formation. The optical properties of the hierarchical microstructures were investigated in detail and the formation of self-assembled structures resulted in significant changes in optical properties. The formation of the complex superstructures and generation of the ring patterns not only enriched synthesis science but also provided new blocks in future architectures of functional devices.     

纳米材料的自组装研究进展

本文主要评述了近年来纳米材料自组装的研究进展，即对以纳米材料(包括零维的纳米粒子和一维的纳米管/线)为单元而开展的自组装方面的工作进行了介绍。将纳米材料自组装为各种尺度的有序结构会产生更优异的整体的协同性质，这对于以纳米材料为基础而构筑的微纳米器件有着重要的意义。由于目前纳米材料的研究主要集中在零维和一维体系，因此，本文分别就此两种体系的自组装行为进行了评述。具体内容包括：单分子层薄膜修饰的无机纳米粒子的自组装、大分子修饰的无机纳米粒子的自组装、未被修饰的无机纳米粒子的自组装；表面张力及毛细管力诱导的一维纳米材料的自组装、模板诱导的一维纳米材料的自组装、静电力诱导的一维纳米材料的自组装。