LB技术在纳米粒子组装中的应用

纳米科学与技术已被公认为21世纪高科技的基础,在纳米粒子的应用过程中,纳米粒子的组装是关键,因此如何实现对纳米粒子的结构控制和组装是当前极富挑战性的课题。评述了LB技术对纳米粒子的组装及未来的发展。

利用LB技术采用循环压缩方法在不同基底表面制备FePt纳米粒子单层膜

利用LB(Langmuir-Blodgett)技术,采用循环压缩的方法在不同基底表面上制备FePt纳米粒子单层膜,采用TEM和AFM等技术手段对其表面形貌进行表征.研究结果表明,采用循环压缩的方法可以大大提高单层膜的均匀性和致密性,并且在不同的基底表面其成膜性能具有较大的差异.

分子电子学及其LB膜技术

分子电子学是近年来迅速发展起来的崭新学科，理论上的成功将必然导致新型的分子电子器件的产生，而ＬＢ膜技术已成为一种对广义分子电子器件进行组装的新技术。文中叙述了分子电子学的发展状况和ＬＢ技术在分子电子学中的应用。

银纳米粒子自组装复合LB膜的结构与性质

纳米粒子的自组装和有序组装膜的结构与性质近年来受到了人们的广泛关注,纳米粒子的表面结构与性质对由其组装成的有序膜的结构与性质有直接的影响。文章报道了利用自组装技术制备的银纳米粒子与双亲有机分子的单层和多层复合LB膜,通过吸收光谱和表面增强拉曼光谱研究了银纳米粒子与吸附分子间的相互作用,探讨了复合膜的成膜特性及银纳米粒子的拉曼增强特性。十八胺/银粒子复合LB膜的吸收光谱及拉曼光谱显示,十八胺分子与银纳米粒子表面的活位通过NH2中的氮原子以复合体的形式结合;同时,在激发光的作用下复合体可能存在光催化过程。根据银粒子复合LB膜的实验结果,十八胺和十八酸之间的反应产物在复合膜中起空间位阻作用,与银粒子表面的相互作用较弱。

金纳米粒子LB单层膜的制备及其I-V特性

在不同条件下采用LB技术制备了金纳米粒子单层膜，并利用SEM对所得到的薄膜的表面形貌进行表征。结果表明决定薄膜质量的关键因素是表面压。将表面压控制在22～26mN／m的范围内以较慢的拉膜速度在Si（100）基底上进行拉膜，可以得到大面积金纳米粒子的均匀致密单层膜。在室温下测量两点之间单层膜的I-V特性，得到了非欧姆特性，这是由电子在电场作用下发生隧穿产生的。

LB技术制备金纳米粒子单层膜

利用LB技术在Si(100)基片上制作了金纳米粒子单层膜,采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对单层膜的表面形貌进行表征。实验结果表明,将表面压控制在22mN/m～26mN/m进行拉膜,可以得到大面积金纳米粒子的均匀致密单层膜。研究结果对于采用金纳米粒子单层膜构建DNA传感器和单电子器件方面具有重要的应用价值。

利用LB技术获得金纳米粒子二维结构

首先制备镉离子的LB单层膜,将硫化氢气体通入LB膜,并与之反应生成硫化镉纳米微粒,再与氯金酸发生氧化还原反应,形成金纳米粒子二维结构.AFM表征显示,所生成的金纳米粒子是单层结构,粒径为10nm左右.XPS结果表明,硫化镉与氯金酸反应生成单质金的二维纳米结构.

有机超薄膜及其在摩擦学中的应用

本文介绍了分子排列高度有序的有机超薄膜的基本概念，简要地描述了ＬＢ膜，自组装（ＳＡＭ）膜和蒸发沉积膜的制备方法及性能特点，并综述了有机薄膜在摩擦学中的应用研究现状，建议对摩擦过程中有机薄膜的稳定性，界面结合强度，摩擦重构和表面迁移性等问题开展深人的研究。

分子组装技术制备超晶格的研究进展

总结了分子组装技术及超晶格研究的历史，介绍了分子组装技术制备超晶格的几种方法。

有序分子膜技术在无机超薄膜制备中的应用

本文以LB技术、自组装技术、SILAR方法为例简要介绍了近年来有序分子膜技术在无机超薄膜构筑方面的应用。并对其今后的发展进行了展望。

基于层层自组装技术的纳米电化学传感界面构建及其免疫应用

将壳聚糖-二茂铁/多壁碳纳米管复合物（CS-Fc/MWNTs）与金纳米粒子（AuNPs）通过层层自组装（LBL）技术固定于3-巯基丙烷磺酸钠盐（MPS）修饰电极表面,形成的三维多层网状结构增加了电极表面的活性位点,可高效吸附抗体,从而制得免标记的电化学免疫传感界面。以乙肝表面抗原（HBsAg）为例对传感器的性能进行考察,结果表明,传感器对HBsAg检测的线性范围为0.1～350μg/L,检出限为0.037μg/L。免疫传感器对不同浓度HBsAg的测定结果与ELISA法测得数据的相对偏差在-4.5%～8.3%之间,表明此免疫感器对HBsAg测定的可靠性高,适用于临床样品的检测。

基于层层静电吸附天青Ⅰ和纳米金固定过氧化物酶生物传感器的研究

在玻碳电极(GCE)上,构造了一种以对氨基苯磺酸电聚合膜(PABSA)为基底,利用层层静电自组装技术固定多层天青Ⅰ(AI)和纳米金(nano-Au)制备的复合薄膜(nano-Au/AI)n,然后通过静电吸附辣根过氧化物酶(HRP)制得过氧化氢生物传感器[HRP/(nano-Au/AI)n/PABSA/GCE]。采用循环伏安法和计时电流法考察了该传感器的电化学性质,并且研究了该修饰电极对H2O2的催化还原作用。在优化的实验条件下,该传感器的响应电流与其浓度在3.5×10-6～3.6×10-3mol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为1.2×10-6mol/L。该传感器的米氏常数为1.5 mmol/L,表明所固定的酶具有较高的生物活性。

无模板组装法制备的杂化微囊及其功能特性

纳米颗粒-大分子杂化微囊的独特组成及结构,决定了其同时具有纳米颗粒本身的物理化学性能与微囊的包封、保护和传输功能,在生物医学领域有着极其重要的应用。主要介绍杂化微囊最新的无模板自组装制备方法及其功能特性的研究进展。近几年发展起来的空心微囊无模板自组装制备方法,区别于传统的层层自组装制备方法,基于分子间的静电吸引作用,无需去除模板,即可组装成以纳米颗粒-聚合物为壳层的微纳米囊,通过纳米颗粒的加入可以赋予微囊独特的光磁性能、催化功能等特性,在药物诊疗、催化、包封等医学研究中有巨大的发展潜力。

TiO_2纳米溶胶的界面粒子膜的研究

采用胶溶法制备ＴｉＯ２纳米溶胶．用膜天平分别考察了溶胶在陈化过程中和压缩过程中的气液界面压力变化，并用布儒斯特角显微镜原位观测溶胶界面陈化成膜和压膜成膜的过程，发现新鲜（刚刮净）的溶胶界面没有膜，处于不稳定的状态，随着陈化时间的增加逐渐形成界面膜而变得稳定．而且通过压缩过程也能使无膜的溶胶界面成膜．用电镜观测用水平方法转移出来的界面膜，发现其粒子分布均匀、致密，搁置铜网上一周后再观察，发现生长出单晶．

半导体纳米微粒/聚苯胺复合材料的制备和性能研究

简述了近年来新发展的几种半导体纳米微粒/聚苯胺复合材料的构建方法,总结了半导体纳米微粒/聚苯胺复合材料性能表征的部分工作,讨论了半导体纳米微粒的尺寸大小、粒度分布及复合材料的光学和光电化学性能研究等。

一种通用静电组装策略用于印刷无机纳米颗粒及其在大面积钙钛矿太阳电池中的应用

无机纳米颗粒作为一种极具前景的材料,在钙钛矿太阳电池的传输层中得到了广泛应用.然而,无机纳米颗粒易于聚集的特性阻碍了其进一步的发展.在大面积制备过程中,无机纳米颗粒的聚集加剧了“咖啡环效应”,导致薄膜不均匀,使得底部界面性能较差,进而影响钙钛矿薄膜的结晶,最终导致整个器件性能下降.为解决这一问题,我们将一种带电聚合物一一聚乙烯亚胺引入至无机纳米颗粒溶液中.聚乙烯亚胺的带电性质对无机纳米颗粒的聚集起到了显著的抑制作用,此外,添加聚乙烯亚胺还增加了无机纳米颗粒溶液的粘度,有助于减少薄膜上的负面咖啡环效应.最终,我们在基于1-cm^(2)正式结构且使用SnO_(2)传输层的器件上实现了23.2%的光电转换效率.为进一步证明这一策略的普适性,我们还将此策略验证基于NiO_(x)传输层的1-cm^(2)反式器件,其转换效率超过20%.

逐层组装技术在药物递送领域应用的研究进展

逐层组装(layer-by-layer self-assembly,LbL)技术在生物工程、医学、药物控释及光电子学等领域的应用受到了广泛关注。其中,运用LbL技术构建药物控释系统,可灵活控制递药载体结构,组装过程简单、化学温和,递药系统用途广泛,可达到隐蔽、靶向等效果。本文总结了逐层组装技术的优势,讨论了影响LbL多层膜系统构建的影响因素,综述了LbL构建的纳米粒、微凝胶和微囊等载体在药物递送系统的应用及前景。

纳米金信号放大石英晶体微天平快速检测己烯雌酚

目的构建具有高灵敏度和高选择性的石英晶体微天平（QCM）免疫传感器，实现对己烯雌酚（DES）的快速检测。方法利用葡聚糖还原法制备粒径为40nm的修饰有氨基的纳米金颗粒，将其与DES抗体偶联，制备纳米金一抗体偶联物。将晶片浸泡于5mmol／L的巯基十一烷酸（MUA）溶液中16h，用1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDC·HC1）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）活化后，取20ul 2．2mg／ml的DES完全抗原（DES—HS．BSA），滴加于晶片表面，实现DES．HS—BSA在晶片表面的固定。另取50ul mol／L的乙醇胺溶液（pH8．5）进行封闭，制备能够特异性识别DES的敏感膜。将QCM免疫传感器作为检测平台对反应条件进行优化，在优化条件的基础上，将10ul 28ug／ml的纳米金．抗体偶联物和10ul 0．032～2．5ug／ml的DES溶液混合均匀后滴加于制备有敏感膜的晶片表面，用QCM免疫传感器进行检测并绘制标准曲线。根据标准曲线方程计算最低检出限。对相同浓度的DES及其结构功能类似物进行检测，评估QCM免疫传感器的特异性。结果DES—HS—BSA的最佳固定浓度为2．2mg／ml；7ug/ml的DES抗体和15nmol／L的纳米金颗粒为两者的最佳偶联浓度；纳米金-抗体偶联物的最佳浓度为14ug／ml。在0．16～500ng／nd范围内，DES浓度的对数值与频移呈线性关系，标准曲线方程为△f=-24．17lgCDES＋69．72，R2=0．998。该方法的检出限为0．13ng／ml。DES结构功能类似物不会对DES的检测造成明冠的干扰，该传感器具有很好的特异性。结论纳米金信号放大QCM免疫传感器能够快速灵敏的对DES进行检测。

功能化石墨烯多层膜载金催化剂的制备及其对肼的电催化氧化

以聚二甲基二烯丙基氯化铵功能化石墨烯(PDDA-GNs)和磷钼酸功能化石墨烯(PMo12-GNs)为原料,利用层层自组装法制备了功能化石墨烯多层膜({PDDA-GNs/PMo12-GNs}),以此多层膜为载体,通过恒电位电沉积法制备功能化石墨烯多层膜载金催化剂(Au/{PDDA-GNs/PMo12-GNs}n)。采用XRD、XPS和SEM等表征Au/{PDDA-GNs/PMo12-GNs}n催化剂的组成、结构和形貌。结果表明:实验成功制备了Au/{PDDA-GNs/PMo12-GNs}n催化剂,且多层膜载体改善了Au粒子的分散性。利用循环伏安(CV)、计时电流(It)和交流阻抗(EIS)等评价催化剂对肼氧化的电催化性能。结果表明,Au/{PDDA-GNs/PMo12-GNs}n催化剂使肼氧化的电催化活性和稳定性得到很大提高。与Au/玻碳电极(GCE)相比,Au/{PDDA-GNs/PMo12-GNs}n催化肼氧化反应的峰电流密度从0.46 mA/cm2提高到0.87 mA/cm2,600 s时的稳态电流密度是Au/GCE的2.5倍。