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交替型LB膜分析仪工作原理

来源:奈奈生 浏览 632 次 发布时间:2023-02-08

工作原理


位于气-液或液-液界面处不可溶的功能性分子、纳米颗粒、纳米线或微粒所形成的单分子层可定义为Langmuir膜。这些分子能够在界面处自由移动,具有较强的流动性,易于控制其堆积密度,研究单分子层的行为。将材料沉积在浅池(称顶槽)中的水亚相上,可以得到Langmuir膜。在滑障的作用下,单分子层可以被压缩。表面压力即堆积密度可以通过Langmuir膜分析仪的压力传感器进行控制。


在进行典型的等温压缩测试时,单分子层先从二维的气相(G)转变到液相(L)最后形成有序的固相(S)。在气相中,分子间的相互作用力比较弱;当表面积减小,分子间的堆积更为紧密,并开始发生相互作用;在固相时,分子的堆积是有序的,导致表面压迅速增大。当表面压达到最大值即塌缩点后,单分子层的堆积不再可控。

图1单分子层膜状态受表面压力增加的影响


LB膜沉积过程是将样品从单分子层中垂直拉出(图2a),通过反复沉积技术可制备多层LB膜(图2b),亲水性及疏水性样品均可在液相或气相中沉积为单分子层。

图2(a).LB沉积过程示意图;(b).多层单分子膜的制备


交替型LB膜分析仪的镀膜过程如图3所示。当使用两个单分子层压缩沉积池和一个空白沉积池时,可实现交替镀膜,浸渍过程可在3个沉积池中选择任意路径多次循环(图3a);在共同的亚相(浅蓝色)上方,有两种不同的单分子层(紫色和深蓝色)(图3b);上臂将样品向下通过单分子膜,由下臂接住样品。沉积循环也可从亚相开始,进行第一层镀膜(图3c);下臂可根据需要旋转到另一单分子层的沉积池或空白沉积池中,改变沉积池(图3d);下臂提起样品,传递给上臂(样品从任意一侧通过两个单分子层中任意一个),进行第二层镀膜(图3e)。

图3(a).交替沉积池构造示意;(b).样品在在夹具上;(c).第一层镀膜;(d).改变沉积池;(e).第二层镀膜