Langmuir-Blodgett膜技术的应用研究进展

综述了Langmuir-Blodgett(LB)膜及膜技术的产生及发展过程、表征方法和具有可控堆积密度的成膜特性。分别介绍了LB膜技术在检测传感器、界面纳米结构、化学催化等方面的应用进展,重点阐述了其气体传感器、仿生学传感器、电化学传感器等领域的应用和研究现状,并讨论了应用过程中存在的优缺点,总结了LB膜技术的缺陷,并对膜制备材料与功能性溶剂毒性的问题进行了展望。

Langmuir-Blodgett膜技术在生物膜模拟方面的应用

Langmuir$CBlodgett(LB)膜是一种分子有序排列的超薄膜,这种膜技术是物理、电子学、化学、生物学等多种学科相互交叉渗透的新的研究领域,为近年来国内外研究的热点之一。对LB膜在生物膜、生物矿化的化学模拟等方面进行了综述。

金属氧化物Langmuir-Blodgett膜的研究现状

金属氧化物LB超薄膜由于其结构的特殊性,与传统金属氧化物材料相比,在很多应用领域表现出全新的性能优势。在详细分析目前金属氧化物LB膜在国内外的研究现状的基础上,根据膜组成的不同,分单种金属氧化物膜和混合金属氧化物膜两类对金属氧化物LB膜的研究进行了综述,并讨论了金属氧化物LB膜今后的发展趋势。

金属缓蚀剂Langmuir－Blodgett膜及缓蚀机理的研究

应用Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）技术研究了硬脂酸和十六烷基三甲基溴化胶等金属缓蚀剂在碳钢电极上的取向。单分子膜覆盖层数及分子结构对其缓蚀作用的影响．在实验技术上实现了对缓蚀剂表面膜在分子规模上的控制，文中讨论了这两种缓蚀剂的缓蚀机理．

C_(60)Langmuir-Blodgett膜的微结构形态

利用LB(Langmuir-Blodgett)方法组装C60复合膜,以二十二酸(BA)、二十酸(AA)、十八酸(SA)和十八胺(OA)作为辅助成膜材料,改变辅助成膜材料的摩尔比,成功地控制了C60的聚集结构.Dynamicforcemi-croscopy(DFM)形貌结果表明由摩尔比nC60∶nSA∶nAA∶nOA=2∶3∶3∶4组成的特定C60组装体具有两种结构∶一种为粒径大约180nm左右的大颗粒,另一种结构是粒径大约在30nm左右的小团簇.等链长的酸胺混合以及其它比例组成的C60聚集体颗粒大小不均且结构单一.UV-Vis吸收光谱也说明C60分子在LB膜中通过相互作用发生一定程度的聚集.

LANGMUIR-BLODGETT膜及其摩擦行为

本文回顾了Langmuir-Blodgett膜(简称LB膜)的发展简史,综述了各种类型LB膜的制备方法和利用其解决磁记录技术中超薄润滑问题的现状等,并且阐述了影响LB膜成膜质量的因素,论述了速度、负荷和LB膜之累积层数等对LB膜摩擦行为的影响。文章最后还提出了为把LB膜应用于摩擦学领域所必须深入研究的几个问题。作者认为,由于LB膜具有无与伦比的超薄和厚度容易控制,以及分子取向有序等诸多优点,故其除在磁记录技术中的应用外,对解决空间技术中的某些润滑问题及一些小负荷工况下的超薄润滑问题都将发挥重要作用。

胆红素及其两亲衍生物的Langmuir-Blodgett膜研究

研究了亚相酸度和金属离子对胆红素 (1 )及其两个两亲衍生物胆红素二 (十八烷基 )酯 (2 )和胆红素二(十八烷基 )酰胺 (3 )的单分子膜和 LB膜性能的影响 .通过 π-A等温线、X射线光电子能谱、紫外 -可见光谱等方法 ,研究了它们在有序分子膜中的分子伸展及与金属离子的配位方式 .胆红素及其两亲衍生物与金属离子在有序分子膜中的配位 (生成 1∶ 1型配合物 )明显不同于其在本体溶液中的配位 (1∶ 1 ,1∶ 2或 2∶ 1型配合物 ) .小角 X射线衍射表明 1 ,2和 3形成双层膜间距分别为 2 .1 5,5.55和 5.65nm的 Y型

磷脂DMPC Langmuir－Blodgett膜晶格结构的原子力显微镜研究

用原子力显微镜（ＡＦＭ）研究了磷脂ＤＭＰＣ三层Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ（ＬＢ）膜的分子排列结构，结果表明：在磷脂ＬＢ膜的两相（液体压缩相Ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｎｄｅｎｓｅｄｐｈａｓｅ和液体扩张相Ｌｉｑｕｉｄ－ｅｘｐａｎｄｅｄｐｈａｓｅ）共存时，液体压缩相中的磷脂分子排列紧密，取向一致，分子间作用力较大，因而能够得到分子图像。而液体扩张相中的磷脂分子排列松散，取向混乱。分子间的作用力较弱，难于得到分子图像。在液体压缩相中磷脂分子以单斜晶格结构排列，分子间隔为０．７２ｎｍ．分子高度为２．１ｎｍ。这一结果和ＤＭＰＣ的单晶结构进行了比较。

液晶聚合物的单层与Langmuir-Blodgett膜

系统研究了手性液晶聚硅氧烷和光致变色液晶聚硅氧烷两个系列的侧链液晶聚合物在空气/水界面的单层行为和Langmuir-Blodgett(LB)膜沉积特性,对LB膜结构与存在的聚集现象进行了系统的表征,并初步探讨了LB膜中液晶聚合物表现的功能性.

基于四硫富瓦烯衍生物Langmuir-Blodgett膜的研究进展

在简要介绍了Langmuir-Blodgett(LB)膜的基础上,主要依据制备LB膜的四硫富瓦烯(TTF)衍生物化学结构的不同,概括了基于两亲性TTF衍生物、非两亲性TTF衍生物、TTF电荷转移(CT)复合物或盐、以及TTF金属络合物LB膜的制备、结构表征与性能研究进展.介绍了基于TTF衍生物的LB膜在导电、化学及生物传感器、光学以及磁性方面的应用,并对基于TTF衍生物LB膜的发展进行了展望.

木质素磺酸钠Langmuir-Blodgett膜的制备与表征

为了深入研究木质素磺酸钠在气/液界面上的吸附特性,采用Langmuir-Blodgett(LB)膜天平成功地将木质素磺酸钠Langmuir膜以Y-型膜转移到固体石英玻片上,并采用紫外分光光度仪对其表征。通过研究木质素磺酸钠的π-A曲线得出其LB膜的制备条件:溶液浓度为10 g·L-1,亚相为0.01 mol·L-1 CdCl2,进样量为50μL,划障速率为10mm·min-1。通过添加5%(wt)的脂肪醇与木质素磺酸钠形成复合物,改变了木质素磺酸钠的分子构型,促使更多的木质素磺酸钠分子吸附于气/液界面,形成排列更加有序的Lamgmuir膜,长链脂肪醇对木质素磺酸钠吸附性能具有一定的促进效果,其促进效果随着醇的碳链增长而增强。

一种聚酰亚胺Langmuir-Blodgett膜的光电导性

含酞菁和咔唑两种供电子基团的聚酰亚胺共聚物单分子复合膜，其分子链之间的紧密堆积和有序排列有利于光生载流子的迁移，光电导性能指标优于涂制膜．热处理时间、单分子膜层数等因素对光电导性能有重要影响．

用原子力显微镜研究磷脂酸Langmuir-Blodgett双层膜中超分子结构

用原子力显微镜研究了二棕榈酰磷脂酸（DPPA）双层LB膜的分子排列结构，发现DPPA双层膜的分子排列具有长程的位置和取向有序，为有序六方结构；同时，在DPPA双层膜的极性区磷酸基团间存在局域超分子结构．

四－4－（2，4－二特戊基苯氧基）聚酞菁硅氧烷的合成及其Langmuir－Blodgett薄膜

合成了四－４－（２，４－二特戊基苯氧基）聚酞菁硅氧烷，用元素分析、付里叶透射红外吸收光谱、紫外－可见吸收光谱等方法进行了确认．将其制成Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ薄膜，对其气敏特性进行了研究。

聚甲基丙烯酸甲酯Langmuir－Blodgett复合膜及其在光电导体中的应用

制备了聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）ＬＢ复合膜，将其作为阻挡层首次应用于机能分离型光电导体领域。从π－Ａ曲线发现ＰＭＭＡ单分子膜具有表面压力的各向异性和松弛特性。ＴＥＭ照片显示，ＰＭＭＡ分子链在复合膜中有序排列。转移比、ＵＶ和ＸＰＳ研究表明，复合膜沉积均匀。以ＰＭＭＡ－ＬＢ复合膜作为阻挡层的光电导体表面充电电位Ｖ０＝１５１８Ｖ，光照１ｓ后的光衰百分率△Ｖ１ａ＝５０．１６％，半衰期ｔ１／２＝０．９３ｓ。

Langmuir-Blodgett膜的低角X射线衍射分析

低角Ｘ射线衍射是研究ＬＢ膜结构的有力工具，它能确认ＬＢ膜中成膜分子的排列规则性，确定ＬＢ膜的等同周期，计算ＬＢ膜厚，确定ＬＢ膜类型，成膜分子在基片上的倾斜角度和两种分子在混合ＬＢ膜中的排列，研究成膜分子在ＬＢ膜上的聚合，ＬＢ膜在酸碱环境下的稳定性，衍射峰的奇偶起伏现象等。

5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉Langmuir-Blodgett膜的性质研究

研究了具有双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气-液界面上的成膜性能,制备了不同层数的TSPP LB膜.利用UV-vis分光光度计,小角x射线衍射,原子力显微镜等方法,研究了膜的表面形貌及卟啉分子在膜中的排列取向及相互作用.实验结果表明:双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气液界面上具有良好的成膜性能,制备的单层和多层LB膜性能稳定并具有良好的纵向均匀性和结构周期性.在旋转涂得的薄膜上,TSPP分子以聚集体的形式分散分布,未聚集的TSPP分子形成的薄膜,表面分布着大量针孔状的缺陷;LB膜表面平整均匀,TSPP分子的环平面紧密地排列在一起以羧基为支撑点垂直“站立”在基片平面上,分子侧链与基片平面成52.3°角排列.

液晶材料5CB Langmuir-Blodgett薄膜的制备

研究了新型高性能液晶材料5CB(4-氰基-4′-戊基联苯)薄膜的制备技术.采用Langmuir-Blodgett(LB)法制备了单分子液晶薄膜.通过实验得出均匀、完整的液晶材料5CBLB薄膜的最佳制备的工艺,成膜方式为Y型垂直提拉法,压膜速度为8 mm/min;提拉速度均为1.5 mm/min,液晶材料溶于三氯甲烷的浓度为1.0 mg/m L,亚相温度25℃.通过偏光显微镜观察发现,该液晶薄膜具有向列型条纹织构.液晶材料5CB LB薄膜的制备技术研究为其光学及电学研究提供了基础.

Langmuir-Blodgett法制备柔性石墨烯透明导电薄膜

文中研究采用Langmuir-Blodgett组装技术来实现柔性石墨烯透明导电薄膜的制备。通过对经典Hummers法的改进制备出氧化石墨烯,然后将氧化石墨烯薄片通过Langmuir-Blodgett技术组装后形成了边缘连接和片层堆叠的结构,接着用碘化氢(HI)低温蒸汽还原,获得优质的还原氧化石墨烯薄膜。在此基础上,进一步深入探讨组装层数与其透光性和导电性的关系,并通过实现石墨烯片层间的边缘连接结构,得到了波长在550nm处的透光率为82.69%,方块电阻为471Ω/□的优质透明导电薄膜。

还原石墨烯聚苯胺Langmuir-Blodgett膜的胆固醇生物传感器的研究

本文通过用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术制得了还原石墨烯/酶/聚苯胺LB膜电极,并采用紫外—可见吸收光谱法、红外光谱法进行表征。并且研究了胆固醇在制备的修饰电极上的电化学行为。结果表明:采用LB膜制备还原石墨烯,聚苯胺支持的电化学传感器,检测胆固醇的线性范围为5~100μg/mL,检出限为5μg/mL。此外,对葡萄糖、抗坏血酸、乳酸和尿酸的敏感性较低。研究成果在胆固醇快速检测中具有潜在的应用价。