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LB制膜的应用领域、LB膜的制备方法、转移与光照

来源:燕山大学 浏览 128 次 发布时间:2024-06-17

LB制膜的应用领域:

Langmuir-Blodgett(LB)自组装技术作为一种可制备多层单分子层薄膜的有效手段,已被用于生产在分子水平上组织的材料,LB技术是将单层薄膜从空气/水界面转移到固体基底上,从而达到分子受控组装,可以有效制造具有分子级精度的高度有序薄膜。LB技术广泛适用于从有机分子到纳米材料的各种物质。超分子手性是指通过非共价键弱相互作用力构建的立体结构,使原本不具备手性的分子在一定条件下表现出手性信号(CD信号),或者可以使原有的手性通过一定的聚集形态实现放大。超分子结构易于通过丰富的手段进行调控,调整分子结构、堆积模式或外部刺激(例如光照、溶剂、pH、温度、超声、氧化还原等)都可以改变超分子手性。

近年来由于光的非接触性,非侵入性,清洁及波长可控等优势,通过光照调控超分子手性引起了广大科研工作者的兴趣。偶氮苯谷氨酰胺类两亲分子L-GAZS利用了偶氮苯光致异构的特点,将偶氮苯接到手性谷氨酸上设计合成谷氨酰胺类两亲分子,通过光照可以实现顺反异构体的可逆转化,特殊的光学特性使其在手性光学开关的超分子中扮演着重要角色。将LB膜技术与偶氮苯谷氨酰胺类两亲分子结合,制备出具有光致异构特性的复合薄膜,对功能性自组装薄膜的制备及其作为气体传感器、手性开关等应用提供了新的思路。

(1)LB膜的制备:

将偶氮苯谷氨酰胺类两亲分子L-GAZS溶于N,N-二甲基甲酰胺中,配制成浓度为0.5mmol/L的有机物分散液并超声30min;用乙醇和去离子水清洗Langmuir-Blodgett槽,将染料罗丹明B、藏红T、和亚甲基蓝分别溶于去离子水中,配制浓度均为10-3M的溶液,然后将体积相同的罗丹明B溶液、藏红T溶液和亚甲基蓝溶液分别铺满Langmuir-Blodgett槽,用微量注射器分别将50μL的L-GAZS有机物分散液逐滴滴加到不同的染料亚相表面,在去离子水温度为25℃的条件下,溶液蒸发15min,在亚相表面形成单分子层,启动LB膜中的滑障,使L-GAZS有机物分别与三种不同亚相表面形成致密稳定的LB膜。

(2)LB膜的转移:

使L-GAZS有机物与3种染料形成的复合膜的表面压力均达到30mN/m,在表面压力为20mN/m时,通过水平附着法将L-GAZS/罗丹明B、L-GAZS/藏红T、L-GAZS/亚甲基蓝的单层膜分别多次转移到石英片、玻璃片、或导电玻璃基底上,制得3种L-GAZS/染料复合薄膜。在表面压力为30mN/m时,通过垂直提拉法将3种染料单层膜分别转移到云母片上。

(3)LB膜的光照:

将转移到基底上的L-GAZS/染料复合薄膜在室温、紫外光波长为365nm的条件下,放置于距紫外灯光源10cm处,照射30min,即得到了利用LB膜技术制备出的光致异构薄膜。