Плівки Ленгмюра — Блоджет
Плівки Ленгмюра — Блоджет — моно- і багатошарові плівки, які утворюються перенесенням з межі поділу рідина-повітря на тверду підкладинку. Названі на честь Ірвінга Ленгмюра і його учениці Кетрін Блоджет, які вперше дослідили їх у 1930-ті роки.
Утворення плівок ред.
Перенесення відбувається так званим LB-осадженням: органічна плівка знаходиться на поверхні рідини і переноситься на підкладинку при зануренні чи витяганні. Загалом так переносять амфіфільні речовини (мають як гідрофільні, так і гідрофобні хвости). Їх гідрофільний хвіст занурений у воду, а гідрофобний розташовується на межі поділу вода-повітря чи вода-олія.
Розрізняють два методи переносу: вертикальне осадження і метод Шайфера[en] (горизонтальне осадження). Перший є найбільш розповсюдженим, і був запропонований Ленгмюром і Блоджет. В ньому пластина, яка є підкладинкою вертикально опускається у рідину чи піднімається з неї, коли на поверхні рідини сформовано моношар речовини, яку необхідно перенести на підкладинку. В залежності від того, гідрофільна підкладинка чи гідрофобна, моношар переноситься при піднятті чи опусканні. При цьому зазвичай тип поверхні інвертується, що є утворенням так званого Y-типу плівки.
Типова ванна для отримання таких плівок влаштовна наступним чином. Над нею знаходиться пристрій для руху підкладинки, а на поверхні рідини влаштовано частково занурену в неї пластину — прес, який поступово зміщується для підтримання однакової концентрації речовини на поверхні рідини.
У методі Шайфера спочатку на поверхні рідини формується дуже стиснений моношар молекул, на який горизонтально опускають підкладинку. При її піднятті моношар зв'язуючись з підкладинкою відривається від поверхні води. Цей метод має переваги у тому, що швидкість осадження не змінюється зі зміною в'язкості плівки і він дозволяє формувати нецентросиметричні X-типи плівок (конструювання органічних надґраток), але технічні труднощі не дозволяють його широко застосовувати. В будь-якому методі важливо, щоб рівноважна поверхнева густина розташування молекул на поверхні рідини і на підкладинці була близькою.
Загальні властивості ред.
Плівки Ленгмюра — Блоджет утворюють впорядкованої структури з некристалічного матеріалу на твердій поверхні. На поверхні можна розмітити до сотень моношарів, що перевіряється дифракційною картиною.
Типи плівок ред.
Розрізняють X-, Y- і Z-типи плівок Ленгмюра — Блоджет. В Y-типі плівки зв'язуються однотипні хвости молекул і результуючий тип поверхні визначається напрямком, у якому підкладинка проходила останній раз моношар на поверхні води. X- і Z-тип — це плівки, в яких орієнтація молекул у різних моношарах однакова. X- формується у процесах занурення, а Z-тип — у процесі підняття підкладинки з рідини. Вважається, що Y-структура є більш стабільною, але інші становлять більший практичний інтерес, оскільки не є центросиметричними і можуть застосвуватись у задачах нелінійної оптики. В загальному випадку конкретний метод осадження для отримання того чи іншого типу плівки не обов'язково призводить до його отримання на практиці.
Матеріали ред.
Типово для підкладинок використовують скло, кварц, алюміній, хром, золото і різні напівпровідники. Їх попередньо очищають виварюванням у суміші перекису водня (30%) і концентрованої сірчаної кислоти (70%). Від обробки залежить, буде поверхня гідрофільною чи гідрофобною. Як підкладинки застосовують різні органічні сполуки, наприклад COOH, H2PO3 (гідрофільні), хвости яких є алкільними гідрофобними ланцюжками. Знаходять застосування у лабораторних дослідженнях з нелінійної оптики, але через малу стійкість та складність отримання наперед заданих структур не можуть конкурувати з іншими методами отримання спеціальних поверхонь для оптичних застосувань.
Див. також ред.
Джерела ред.
- В. Е. Борисенко, А. И. Воробьева, Е. А. Уткина. Наноэлектроника. — Минск : Бином. Лаборатория знаний, 2009. — 223 с. — (Нанотехнологии) — 1000 прим. — ISBN 978-5-94774-914-4.
Література ред.
- Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0