聚(ε-己内酯)薄膜结晶形貌及分子取向研究

用匀胶机通过溶液铸膜方法在硅片和铝箔基板上分别制备具有不同厚度的聚(ε-己内酯)(PCL)薄膜. 通过原子力显微镜(AFM)和偏光衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)对薄膜中PCL的结晶形貌、 片晶生长方式及分子链取向进行了研究. AFM结果表明, 在200 nm或更厚的薄膜中, PCL主要以侧立(edge-on)片晶的方式生长; 对于厚度小于200 nm的薄膜, PCL片晶更倾向于以平躺(flat-on)的方式生长. 这种片晶生长方式的改变在硅片和铝箔基板上都表现出同样的倾向. 此外, 在15 nm或更薄的薄膜中, PCL结晶由通常的球晶结构变为树枝状晶体. 偏光ATR-FTIR结果表明, 当膜厚小于200 nm时, 薄膜结晶中PCL分子链沿垂直于基板表面方向取向, 并且膜越薄, 取向程度越高, 与AFM的观测结果一致.     

正、叔十二烷基硫醇在铜表面上自组装膜测试

研究了正、叔十二烷基硫醇在铜表面上的自组装及混合自组装成膜情况,并利用交流阻抗和极化曲线电化学方法测试了正、叔十二烷基硫醇在铜表面上自组装膜及混合自组装膜对铜的耐腐蚀性,考察了正十二烷基硫醇自组装膜质量与正十二烷基硫醇溶液的浓度及组装时间的关系。研究结果显示,混合自组装膜的质量及其对铜的耐腐蚀性比仅组装正或叔十二烷基硫醇均有很大的提高。     

CuTSPc分子膜/p-Si(111)界面的光致电荷转移及其机制研究

本文利用L-B技术,在p-Si(111)基底上铺展了单层厚度只有6Å的CuTSPc超薄分子膜(简称超分子膜)和具有C₁₈脂链间隙的CuTSPc L-B膜两种膜系,首次观察到了CuTSPc分子膜在这种特定界面中的表面光电压谱。并且发现,当CuTSPc仅为一个单分子层时,这两种膜系的表面光伏效应最强。我们的研究结果表明,只有紧邻半导体基底的一个单分子层厚度的染料分子对光致界面电荷转移起关键作用。最后在实验上证实这种电荷转移是电荷直接注入机制,而非间接注入机制。     

一种结构新颖的二茂铁硫醇自组装膜的电化学行为

合成二茂铁乙烯基吡啶硫醇(FcC2′PyC4SH,I)及其还原产物二茂铁乙烷基吡啶硫醇(FcC2′PyC4SH,Ⅱ).再利用分子自组装技术在金电极表面形成二茂铁乙烯基吡啶硫醇单分子膜,通过循环伏安法探讨了这种自组装膜与结构相关的电化学响应.     

流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究二茂铁硫醇氧化还原结构变化

采用流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究了11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇自组装膜在氧化还原过程中的构型变化.结果表明,二茂铁硫醇在氧化过程中,分子发生了两种结构变化:远离电极表面,烷基链与电极表面的夹角增大;分子上两个平行的戊基环绕着二茂铁-碳轴发生旋转.     

金表面不同链长烷基硫醇自组装单分子膜表面电势的变化规律

从Helmholtz模型出发,对生长在金表面不同链长烷基硫醇自组装单分子膜(SAM)表面电势的变化规律进行了理论研究.利用量子化学软件Gaussian03和MOPAC,讨论了分子偶极矩、相对介电常数以及分子的倾斜角对SAM表面电势的影响.研究表明,不同链长烷基硫醇SAM中分子的倾斜角随烷基链长度的规律性变化是引起SAM表面电势变化的主要原因.从SAM形成机制出发,对金表面不同链长烷基硫醇SAM表面电势的变化规律及其成因提出了新的解释.     

自组装膜技术在电分析化学中的研究与应用

本文对自组膜（ＳＡＭｓ）在电分析化学中的研究和应用进行了比较全面的综述。ＳＡＭｓ是单分子膜化学修饰电极发展的最高形式，本文着重阐述了硫醇／金单分子层自组膜在微电极、生物电化学和生物传感器、液相色谱电化学、电催化、光谱电化学等电分析化学研究领域中的应用，并进行了展望。     

一种含苯并菲侧基的“毛-棒”状梯形聚倍半硅氧烷LB膜研究(英文)

一种新的含烷基取代的苯并菲侧基的"毛-棒"状(hairy-rod)梯形聚倍半硅氧烷(LPSQ)可以在空气-水界面形成稳定的单分子层,研究了温度、铺展溶剂和浓度对π-A等温曲线的影响.在适当的表面压下,以甲苯为铺展溶剂该单分子层可以被成功地转移至疏水的硅片或石英片上形成均一稳定的Y-型LB膜,其紫外吸收强度在几个月内均保持不变,说明该LB膜具有良好的稳定性,AFM图像表明其形成了均一致密的膜.通过偏振紫外光谱和荧光光谱研究了其面内各向异性,发现LPSQ的分子链采取了平行于拉膜方向的优先取向,最优取向因子S为0.42.     

DNA在氨基功能化偶氮苯自组装膜表面的固定

采用简单快速的方法制备出将DNA固定在其表面的单分子层敏感膜.首先采用表面自组装技术将硅氧烷基偶氮苯衍生物H2NAzoCONHC3Si(OCH3)3(APDA-N-TMSPBA)组装在硅表面,在详细考察单分子层薄膜的化学结构、表面浸润性和分子表面形貌之后,又通过紫外吸收光谱(UV)在位考察了硅氧烷基偶氮苯衍生物的光学异构特性.在DNA在自组装薄膜固定后,X光电子能谱仪(XPS)结果显示出现了明显的磷元素信号,表明DNA分子可以成功固定在自组装膜表面.     

β-环糊精与不同结构硫醇的包合稳定常数

以酚酞作为光谱探针,采用竞争紫外-可见光谱法研究了β-环糊精(-βCD)在30.0℃,pH=10.50的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液(25.0×10-3mol/L)中与一系列硫醇客体分子的包合作用。结果表明,-βCD可与不同结构硫醇发生包合,并测得β-CD与正丙硫醇、正丁硫醇、正戊硫醇、正己硫醇及正辛硫醇形成的超分子包合物的稳定常数分别为:28.71、66.39、127.8、186.2和651.1 L/mol,与异丁硫醇和叔丁硫醇形成包合物的稳定常数分别为364.6和641.9 L/mol。进一步研究发现,-βCD对正构硫醇的包合能力随硫醇分子碳数的增加而增加,对异构硫醇的包合能力随硫醇异构化程度的增大而增强。主客体分子间尺寸的匹配性及客体分子的极性对包合有重要影响。     

脂肪酶在负离子化PET表面的单分子层自组装膜研究

研究了脂肪酶分子在表面负离子化聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜表面的分子自组装,由AFM和FTIR－ATR等方法研究脂肪酶单分子层膜的表面结构;活力测定表明：脂肪酶／PET自组装单分子层膜的酶活力表现率约为2.0左右。     

七氟丁酸酐有序超薄膜的制备与结构

在涂敷有聚合物PEI涂层的单晶硅表面上制备了HFBA单层分子膜,接触解测量及XPS结果表明,PFBA在PEI表面产生了化学吸附发生了化学键合(酰胺键),形成了低表面能的HFBA单分子层膜,这一吸附反应的动力学行为可能表现为Langmuir单分子层化学吸附。     

取代苯基硫脲在Au表面的自组装

制备了对甲苯基硫脲、对氯苯基硫脲和2，4，6-三溴苯基硫脲在Au表面的自组装单分子膜（SAMs），用润湿角测量仪、椭圆偏振仪、X-射线光电子能谱仪（XPS）和原子力显微镜（AFM）对单分子膜进行了分析表征。结果表明取代苯基硫脲分子的S原子与Au形成Au-S键而诱导吸附分子形成取向排列的单分子膜。由于Au表面本身具有一定的缺陷和吸附的可逆性，使得所形成的单分子膜具有一定的缺陷。     

金衬底上阴、阳离子型硫醇分子的量子化学计算

采用量子化学程序Gaussian98从头计算方法，对用做金衬底离子化的2—巯基乙基—二甲基氯化铵和3—巯基丙磺酸钠两种硫醇分子进行了全优化计算，得到了这两种化合物的平衡几何构型、基态能量、分子轨道组成和电荷分布等，并分析讨论了其分子轨道作用性质以及自由硫醇分子和金表面的相互作用．研究发现，表面分子基团带有大部分的净电荷，说明利用金与硫醇分子的自组装可实现金衬底的离子化。     

沙林酸印迹聚邻苯二胺纳米膜制备及结构表征

采用电化学聚合法合成了对有机磷毒剂沙林具有特异识别的聚邻苯二胺(PPD)分子印迹纳米膜(iPPD).利用石英晶体微天平(QCM)证实了印迹效应的存在，并用循环伏安法(CV)、AFM、XPS进行了系统的结构表征.结果表明，分子印迹膜的膜厚约20 nm，膜的表面呈“石林”状，疏松多孔，具有良好的吸附性能.分子印迹主要影响聚合物的三维排列，而聚合物的化学组成没有发生改变.该种分子印迹纳米膜在选择性检测军用毒剂沙林中具有良好的应用前景.     

烧结型NdFeB永磁体表面有机纳米复合膜的制备及性能

采用自组装分子膜技术在烧结型NdFeB永磁体表面制备了三嗪硫醇三乙基硅烷(TES)自组装分子膜(TES-SAMs), 在TES-SAMs的基础上利用自主开发的有机镀膜技术制备了具有含氟官能团的三嗪硫醇(ATP)有机纳米复合薄膜(TES-ATP). 通过X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、椭圆偏振光谱仪、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对薄膜的表面状况进行评价, 使用UMT-2型摩擦磨损试验机研究TES-SAMs和TES-ATP的微摩擦学性能. 研究结果表明: TES-SAMs和TES-ATP的膜厚分别是5.08和29.78nm; 表面自由能从基体的73.13 mJ·m^-2下降到TES-SAMs的63.69 mJ·m^-2和TES-ATP复合膜的10.19 mJ·m^-2, 且TES-ATP复合膜对蒸馏水的接触角为123.5°, 成功实现了NdFeB表面由亲水到疏水的转换.TES-SAMs和TES-ATP均能有效降低摩擦系数, TES-SAMs的摩擦系数为0.22, TES-ATP的摩擦系数为0.12, 而基体的摩擦系数为0.71; 同时, TES-ATP还表现出良好的抗磨性能. TES-ATP复合膜为微机电系统中的摩擦磨损问题的解决提供了一种新思路.     

通过硅烷偶联剂在硅和铟锡氧化物(ITO)表面嫁接寡聚芴分子

通过硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyl-triethoxysilane,APTES)的“分子桥梁”作用,采用两种不同的方法,把修饰后的寡聚芴分子键联到硅表面和铟锡氧化物(ITO)表面上。X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)和循环伏安(CV)方法等的表征证实了通过硅烷偶联剂在硅表面和ITO表面嫁接寡聚芴分子可行性。     

一种新型有序超薄有机膜—自组膜

本文比较全面地综述了目前国际上研究比较热门的课题，一种新型有序超薄有机膜－自组膜。首先比较了自组膜和ＬＢ膜，主要从膜的特征和分类，膜的结构、表征技术等方面对自组膜的研究进行了综述。着重阐述了最有代表性的硫醇在金上的单分子层自组膜。     

磷酯酰乙醇胺与硬脂酸和十八醇二元混合体系单层膜的热力学特性和AFM观测

利用表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的关系, 分别研究了在水/空气界面上形成的磷酯酰乙醇胺(PE)与硬脂酸(SA)和十八醇(OD)二元混合体系的热力学特性. 根据对弹性模量(C_S^-1)、过量分子面积(A_ex)以及表面过量吉布斯自由能(ΔG_ex)等热力学参数的数据计算, 定量分析了混合单层膜分子之间的相互作用. 实验结果表明, PE/SA和PE/OD单层膜两种组分之间摩尔比对其热力学参数有影响. 热力学分析表明, 在X_SA=0.2, 0.8和X_OD=0.8处, PE/SA和PE/OD二元混合体系的热力学参数[过量分子面积(A_ex)和表面过量吉布斯自由能(ΔGex)]相对理想状态均表现为负偏差作用, 说明分子之间的作用为引力作用. 相反, PE/OD二元体系在X_OD=0.2, 0.4, 0.6处, 表现为正偏差作用, 这说明分子之间的作用为斥力作用. AFM观测为PE/SA和PE/OD单层膜热力学特性的理论分析提供了有力的支持.     

气/液界面上双萘菁夹心化合物有序超分子结构的组装

研究了气/液界面上双(八-十二烷硫基)萘菁铒{Er[Nc(SC₁₂H₂₅)₈]₂}形成的Langmuir单层膜中的超分子结构. 表面压-面积(π -A)等温线表明该化合物形成了稳定的单层膜. 将其沉积在云母片上, 用原子力显微镜(AFM)进行观察, 表明分子形成了取向高度有序的结构, 聚集体特征长度在100 nm左右(有的长达300 nm), 宽为20~30 nm.用紫外-可见光谱、偏振紫外-可见光谱、小角X射线衍射等对 LB膜进行了研究, 发现分子大环平面与基片平面夹角为54°, 每层厚度为3.53 nm. 研究表明形成的超分子结构由4~6列以面对面堆积形成的柱状体构成.