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交替型LB膜分析儀工作原理

來源:奈奈生 瀏覽 149 次 發布時間:2023-02-08

工作原理


位于氣-液或液-液界面處不可溶的功能性分子、納米顆粒、納米線或微粒所形成的單分子層可定義為Langmuir膜。這些分子能夠在界面處自由移動,具有較強的流動性,易于控制其堆積密度,研究單分子層的行為。將材料沉積在淺池(稱頂槽)中的水亞相上,可以得到Langmuir膜。在滑障的作用下,單分子層可以被壓縮。表面壓力即堆積密度可以通過Langmuir膜分析儀的壓力傳感器進行控制。


在進行典型的等溫壓縮測試時,單分子層先從二維的氣相(G)轉變到液相(L)最后形成有序的固相(S)。在氣相中,分子間的相互作用力比較弱;當表面積減小,分子間的堆積更為緊密,并開始發生相互作用;在固相時,分子的堆積是有序的,導致表面壓迅速增大。當表面壓達到最大值即塌縮點后,單分子層的堆積不再可控。

圖1單分子層膜狀態受表面壓力增加的影響


LB膜沉積過程是將樣品從單分子層中垂直拉出(圖2a),通過反復沉積技術可制備多層LB膜(圖2b),親水性及疏水性樣品均可在液相或氣相中沉積為單分子層。

圖2(a).LB沉積過程示意圖;(b).多層單分子膜的制備


交替型LB膜分析儀的鍍膜過程如圖3所示。當使用兩個單分子層壓縮沉積池和一個空白沉積池時,可實現交替鍍膜,浸漬過程可在3個沉積池中選擇任意路徑多次循環(圖3a);在共同的亞相(淺藍色)上方,有兩種不同的單分子層(紫色和深藍色)(圖3b);上臂將樣品向下通過單分子膜,由下臂接住樣品。沉積循環也可從亞相開始,進行第一層鍍膜(圖3c);下臂可根據需要旋轉到另一單分子層的沉積池或空白沉積池中,改變沉積池(圖3d);下臂提起樣品,傳遞給上臂(樣品從任意一側通過兩個單分子層中任意一個),進行第二層鍍膜(圖3e)。

圖3(a).交替沉積池構造示意;(b).樣品在在夾具上;(c).第一層鍍膜;(d).改變沉積池;(e).第二層鍍膜

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