自组装单分子膜的缺陷及修饰研究现状

综述了自组装单分子膜的结构及组装方法，缺陷产生的机理、表征方法，以及对自组装单分子膜缺陷的修饰方法．自组装单分子膜可分为单层膜和多层膜．单层膜主要指以共价键和离子键为驱动力形成的，多层膜的组装方法主要是分子沉积(MD)技术和基于化学吸附的自组装单分子膜技术．自组装膜的缺陷对其具有的特殊性能有影响，分子的倒伏造成了膜的缺陷，其影响因素很多，其中基片表面的化学组成与化学性质和成膜分子自身性质起决定作用；优化成膜反应条件，可有效地控制膜的增长．     

自组装膜的研究应用新进展

对最近几年界面科学、分子工程学等化学领域中研究最多的自组装膜体系进行了总结。并分别对其结构、性能、应用等方面的新进展作了较全面的概述。对深入研究自组装膜体系具有一定的借鉴意义。     

分子自组装技术及表征方法

自组装单分子膜的研究是近年来倍受关注的研究领域。随着膜的应用领域的拓展,对膜的组装技术和表征方法不断提出新的要求。综述了现阶段分子自组装膜的主要制备方法和基底表面的处理方法;着重从电化学、谱学、显微学等方面综述了近几年来自组装单分子膜的表征方法研究进展,并对其发展前景作了展望。     

自组装单层膜的研究

自组装膜(self-assembled monolayers,SAMs)是通过有机分子反应活性头基与固体界面之间自发反应形成的稳定、有序、紧密堆积的超薄膜结构.近年来,通过界面自组装在固体表面形成超薄层有机材料的研究受到人们的广泛关注,在非线形化学、分子生物学、材料科学、分子器件、生物传感器等领域具有广泛的应用前景.对自组装单层膜的制备、特点、类型、机理和应用等方面进行了探讨.     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

硅烷自组装膜对碳钢表面的改性及缓蚀性能研究

采用分子自组装技术在碳钢表面制备了3-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜(MPTS-SAM).通过原子力显微镜(AFM)观察了碳钢表面成膜过程,并对其表面粗糙度进行了分析;利用动电位极化曲线研究了该自组装膜对碳钢的缓蚀性能.结果显示:该自组装膜对碳钢具有良好的缓蚀性能,且经MPTS自组装分子膜改性处理的碳钢表面较平滑,粗糙度明显降低;硅烷分子的水解程度对自组装有一定影响,且随着组装时间的延长,自组装膜更完整,对碳钢的缓蚀效率更高.     

席夫碱自组装膜对铜缓蚀性能的研究

合成了双水杨醛缩邻苯二胺席夫碱,在铜片表面制备了席夫碱的自组装分子膜.利用电化学工作站分析了席夫碱自组装膜对铜片的缓蚀效果,利用金相显微镜观察1 mol/L HCl腐蚀后铜片表面形貌.结果表明:双水杨醛缩邻苯二胺席夫碱对铜有一定的缓蚀效果,自组装膜在1 mol/L的盐酸溶液中缓蚀效率达到85.3％.自组装膜的缓蚀效率与浓度有关,浓度高的自组装膜对铜片的缓蚀作用明显高于低浓度的自组装膜.     

OTS/MPS复合自组装分子膜的摩擦特性分析

采用自组装技术制备了OT纠MPS和MPS／OTS复合自组装分子膜，在原子力／摩擦力显微镜上对薄膜的摩擦特性进行了测试．结果表明，OTS／MPS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷和滑动速度的增加而基本保持不变；MPS／OTS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷的增加而保持不变，随着滑动速度的增大而增大．OTS／MPS复合自组装分子膜既保持了一定的键合强度，又增加了自组装分子的流动性，使摩擦力显著降低。     

铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜的摩擦学特性

为研究铝金属薄膜上三氯十八硅烷(OTS)自组装分子膜的摩擦学特性,采用自组装的方法在铝金属薄膜上制备OTS自组装分子膜,分析了纳米尺度和毫牛尺度下载荷、滑动速度以及紫外照射对薄膜摩擦学特性的影响.结果表明:制备的OTS自组装分子膜具有疏水特性和良好的润滑性能.紫外照射5 min后,自组装分子膜摩擦力降低;紫外照射15 min时,自组装分子膜的网状结构受到破坏,减弱了润滑效果.在纳米尺度和毫牛尺度下,摩擦力随载荷和滑动速度的增大而增大;铝金属薄膜摩擦系数降低时,自组装分子膜磨损显著降低,摩擦副的耐久性略有提高.     

热镀锌板上γ-APT硅烷自组装膜的制备及相容性

采用交流阻抗谱和接触角的方法研究了γ-APT硅烷的单分子自组装膜在热镀锌钢板表面的成膜过程,以及γ-APT硅烷自组装膜和γ-GPT硅烷的相容性.实验成功制备硅烷单分子自组装膜.组装开始时硅烷分子水解生成硅醇键的一端快速吸附在锌的表面并形成了Si—O—Zn键,硅烷分子之间的硅醇键随即脱水形成Si—O—Si键,从而自组装成为有序、规律排布的单分子自组装膜,组装10 h后膜的完整性最好,随后形成连续性较差的混杂膜.经过10 h组装后的γ-APT硅烷自组装膜与γ-GPT硅烷具有良好的相容性.     

C_(60)自组装单层与多层膜的制备及其光致发光

利用Ｃ６０ 与乙二胺改性的玻璃表面进行加成反应,得到一种新的Ｃ６０ 自组装单层膜,在Ｃ６０ 自组装单层膜的基础上,将Ｃ６０ 与乙二胺反应制备了自组装双层和多层膜,并对其光致发光性质进行了研究．Ｘ 射线光电子能谱（ＸＰＳ） ,激光解吸电离飞行时间质谱（ＬＤＩＴＯＦＭＳ） 的测试结果表明,在乙二胺改性的玻璃表面上存在以化学键键合的Ｃ６０自组装单层和多层膜,并且随着膜的层数增加,Ｃ６０ 与乙二胺的键合由一维线形结构向三维网状结构转变,光致发光研究表明,Ｃ６０ 自组装膜存在与Ｃ６０ 不同的光致发光峰,且发光峰强度和位置随Ｃ６０ 自组装膜层数的不同而变化．     

B-et-B自组装膜对铜的缓蚀作用

首次合成了B-et-B，用交流阻抗的方法探索了成膜条件对铜缓蚀效率的影响，实验发现HNO3法处理铜电极能够提高膜的质量；随着成膜时间的增长、成膜液浓度的增大，缓蚀效率增大。     

SAM修饰金电极的电化学和光电化学研究

综述了自组装单分子膜（ＳＡＭ）修饰金电的修饰方法及其在电催化、光电化学领域的研究进展等内容，探讨了ＳＡＭ修饰金电极的应用前景和该方法进一步的发展方向。     

席夫碱自组装膜对铜的腐蚀保护

首次用交流阻抗和稳态极化技术测试了带有巯基的席夫碱在0．5mol／LNaCl溶液中对铜的缓蚀作用，初步结果显示，所研究的席夫碱可以在HNO3处理的铜表面自组装成膜，该膜对铜有一定的腐蚀保护能力。     

电极电势对Au/CaM膜电化学行为的影响

采用交流阻抗的方法，在包含1mmol/L Fe(CN)^3-/4-6的0．15mol/L的NaCl溶液中，研究了不同电极电势对Au/CaM膜电化学行为的影响，结果表明，CaM的空间构型随电极电势的变化不断变化，且在一定电势范围内，随着电极电势的增大，CaM在Au表面的排列越致密。为利用电化学方法研究CaM在不同电场中的变化规律提供了新的思路。     

金上硫醇自组装膜研究进展

对硫醇类化合物在金上形成的自组装膜的自组装动力学、结构、性质及其上的跨膜电子传递机理进行了综述。     

原子级平整硅基底的制备

采用RCA方法与Piranha溶液处理相结合，对单晶硅表面超声腐蚀处理，接触角、原了力显微镜（AFM）表征结果显示获得了平整高羟基密度的氧化物表面，采用水相烷化，将3－氨基丙基－三甲氧基硅烷（APS）组 装在湿化学法处理的单晶硅表面上，AFM和X－射线光电子能谱（XPS）研究表明得到了平整均匀的氨基自组装膜。     

自组装纳米Au电极及其对H2O2催化氧化的研究

 研究了纳米粒子-金溶胶在铂金电极表面的单分子层自组装,并探讨了K₃Fe(CN)₆在金溶胶表面的电化学吸附性质;同时,以金溶胶修饰电极为工作电极,铂金电极为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极组成的三电极系统对H₂O₂有良好的催化氧化作用,在1.0×10^-6～1.0×10^-3mol/L的浓度范围内与氧化峰峰电流呈良好的线性关系,为纳米自组装修饰电极在电化学及生物催化反应等方面的应用开辟了新的途径.     

带有巯基的席夫碱在金电极表面的自组装成膜

利用自组装技术,将带有巯基的席夫碱成功地自组装到Au电极表面,并利用循环伏安和交流阻抗电化学技术,对自组装膜的性质进行了表征。结果显示,单独用席夫碱成膜,由于分子结构的不规则性,形成的膜较疏松;采用二次成膜的方法,制备了由席夫碱和十八硫醇构成致密的复合膜,并通过实验和计算证明复合膜中的席夫碱呈线形方式排列,并且未被十八硫醇所取代。通过自组装膜,用电化学方法深入地研究了席夫碱中的电子传输机理、席夫碱与金属离子的络合机理、席夫碱在生物体中的活性等问题。     

牛血清白蛋白-重氮树脂共价结合自组装膜对染料的吸附与解吸附

经UV光交联得以稳定的牛血清白蛋白—重氮树脂自组装膜在pH值分别为3和9的溶液处理后，由于蛋白质中二硫键的不稳定性，使自组装膜始终具有负电性，并对亚甲基蓝产生吸附作用，并且酸处理膜具有比碱处理膜更强的吸附能力，同时在酸中的解吸附速率远大于在碱中的解吸附速率．该自组装膜有望作为阳离子传感器．