Формирование организованных модельных надмолекулярных наносистем и управление их структурой и физико-химическими свойствами

• Автор: Обыденов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Получение и свойства монослоев амфифильных веществ на поверхности жидкости .

1.2. Нанесение пленок ЛенгмюраБлоджетт на твердотельные подложки 1.3 Свойства многокомпонентных ленгмюровских пленок.

1.4. Методы исследования структуры и свойств ленгмюровских пленок.

1.5. Одноэлектронные процессы в биофизике и наноэлектронике.

1.6 Наноразмерные кластерные молекулы, наночастицы и наноструктуры

1.7. Процессы биоминерализации

Глава 2. Материалы и методы.

2.1. Ленгмюровская ванна и нанесение ленгмюровских пленок.

2.2. Получение монослоев и пленок ЛенгмюраБлоджетт, содержащих кластерные молекулы .
2.3. Получение монослоев и пленок ЛенгмюраБлоджетт, содержащих наночастицы.
2.4. Сканирующая туннельная микроскопия.
2.5. Атомносиловая микроскопия.
2.6. Трансмиссионная электронная микроскопия
2.7. Рентгенодифракционные исследования.
2.8. Методы нелинейной оптики.
2.9. ЭПР и ФМРспектроскопия.
2 Инфракрасная Фурье спектроскопия
Глава 3. Формирование и исследование модельных систем одноэлектронного переноса на основе ленгмюровских пленок, содержащих кластерные молекулы
3.1. Получение и исследование физикохимических свойств смешанных ленгмюровских пленок, содержащих карборановые кластеры
3.2. Получение и исследование физикохимических свойств смешанных ленгмюровских пленок, содержащих железосерные кластеры.
3.3. Получение и исследование физикохимических свойств ленгмюровских пленок, содержащих платиновые кластеры.
3.4. Обсуждение
3.5. Выводы главы
Глава 4. Формирование и исследование надмолекулярных систем, содержащих магнитные наночастицы и наноструктуры, синтезированные в ленгмюровском монослое.
4.1. Исследование изменений полиморфизма ленгмюровских монослоев, происходящих в результате синтеза в монослоях наночастиц и наноструктур
4.2. Исследование топографии ленгмюровских монослоев, содержащих синтезированные наночастицы, с помощью сканирующей туннельной микроскопии
4.3. Исследование вольтамперных характеристик ленгмюровских монослоев, содержащих синтезированные наночастицы, с использованием метода сканирующей туннельной микроскопии
4.4. Исследование морфологии ленгмюровских пленок, содержащих синтезированные наночастицы, с помощью атомносиловой микроскопии
4.5. Исследование морфологии синтезированных наночастиц с помощью трансмиссионной электронной микроскопии
4.6. Рентгенодифракционные исследования мультислойных ЛБпленок, содержащих синтезированные наночастицы.
4.7. Исследование мультислойных пленок, содержащих синтезированные наночастицы, с помощью инфракрасной Фурье спектроскопии
4.8. Исследование магнитных свойств мультислойных пленок, содержащих синтезированные наночастицы, с помощью метода электронного парамагнитного резонанса
4.9. Выводы главы.
Глава 5. Исследование влияния внешних полей на процессы роста металлсодержащих магнитных наночастиц, синтезируемых в ленгмюровском монослое, и морфологию формируемых надмолекулярных наносистем
5.1. Экспериментальные исследования влияния внешних приложенных полей на морфологию синтезируемых наночастиц и формируемых наносистем
5.2. Теоретическое моделирование процессов роста анизотропных наночастиц во внешних приложенных полях.
5.3. Выводы главы.
Литература.
Список используемых сокращений
АСМ атомносиловая микроскопия атомносиловой микроскоп
ВГ вторая гармоника
ВАХ вольтамперная характеристика
ВОПГ высокоориентированный пиролитический графит
ИК инфракрасный
ЛБ ЛенгмюраБлоджетг
НЛО нелинейная оптика нелинейный оптический
ПАВ поверхностноактивное вещество ПКЖ пентакарбонил железа
СТМ сканирующая туннельная микроскопия сканирующий туннельный микроскоп
ТЭМ трансмиссионная электронная микроскопия трансмиссионный электронный микроскоп
УФ ультрафиолетовый
УФоблучсние облучение ультрафиолетовым излучением ЭПР электронный парамагнитный резонанс ФМР ферромагнитный резонанс
Введение
Актуальность


Впоследствии Релей выполнил ряд исследований поверхности воды, содержащей различные органические вещества, и высказал гипотезу о монослойном растекании прованского масла по поверхности воды. Заслуга в установлении монослойной природы молекулярных пленок на границе раздела жидкость газ принадлежит Ленгмюру. Он же впервые установил в г. В дальнейшем Блоджетт усовершенствовала эту технологию и разработала метод получения мультислойных молекулярных структур , 4. Понятие поверхностной пленки связано с понятием поверхностного слоя или поверхности разрыва неоднородного тонкого слоя, разделяющего объемные фазы и обладающего конечной толщиной и объемом . Проблему определения толщины, т. Гиббс снимает с помощью метода избыточных величин, в котором используется понятие разделяющей поверхности геометрической поверхности, воспроизводящей форму поверхности разрыва и располагающейся параллельно последней. Здесь 7,5 экстенсивные величины, представляющие собой поверхностные избытки энергии Гиббса, энтропии и числа молей ьго компонента соответственно , а поверхностное натяжение, Т температура, 5 площадь поверхностного слоя, ц. Гго компонента. Лгг. Г, СО
где г, величина абсолютной адсорбции. Гиббс показал, что для любой системы разделяющую поверхность можно провести так, чтобы удовлетворить условию Р,0. С равновесная концентрация растворенного вещества в объеме раствора. Величину называют поверхностной активностью. ПАВ, отличающихся только длиной углеводородной цепочки. На основании этого факта Ленгмюр предположил, что ПАВ является амфифильным веществом содержит полярную группу и неполярный радикал и сформулировал принцип независимости поверхностного действия, заключающийся в том, что при адсорбции полярная группа втягивается в воду, в то время как неполярный радикал выталкивается в неполярную фазу. Образуется так называемый мономолекулярный слой. Удлинение углеводородной цепочки ПАВ значительно уменьшает растворимость этих веществ в воде. С этими веществами связано понятие поверхностной пленки поверхностного слоя, отдельные компоненты которого отсутствуют в объемных фазах. При этом на основании изотерм сжатия поверхностных слоев различных членов гомологического ряда показана общность свойств этих монослоев, что указываег на единство двух формально различных классов поверхностных слоев растворимых ПАВ и пленок нерастворимых веществ. ЛенгмюраБлоджетт ЛБпленки. Ленгмюровские пленки могут быть получены из веществ, образующих стабильные молекулярные монослои на поверхности воды или другого полярного растворителя, например, глицерина. Этому условию, как правило, удовлетворяют амфифильные молекулы. Классическими примерами амфифильных соединений являются жирные кислоты и их соли мыла. Стабильные монослои на поверхности воды также образуют эфиры жирных кислот, алифатические спирты, фосфолипиды, фталоцианины, способные к полимеризации диацетилены, ряд биологически активных веществ, таких, как холестерин, хлорофилл, различные протеины и другие вещества , ,,, 2, 0, 0, 3,4, 6. Многие соединения, не образующие монослоев сами по себе, адсорбируются или легко встраиваются в структуру ленгмюровских монослоев других соединений, в частности, жирных кислот, что значительно расширяет спектр веществ, которые могут образовывать монослойные структуры 0, 3, 4, 2, 3, 1. При небольшом количестве амфифильного соединения на поверхности воды молекулярный монослой не является сплошным. Молекулы практически не взаимодействуют друг с другом, их хвосты над поверхностью воды ориентированы произвольно, и такую фазу по аналогии с обычной газообразной фазой можно считать двумерным газом. Если с помощью подвижного поверхностного барьера уменьшить площадь поверхности, занимаемую амфифильными молекулами, то сначала они сблизятся и начнут взаимодействовать, оставаясь хаотически ориентированными. Такую фазу можно назвать двумерной жидкостью. При дальнейшем уменьшении площади поверхности, амфифильные молекулы приобретают ориентационную упорядоченность, сохраняя возможность перемещений в плоскости слоя.