生物纳米薄膜的制备及其AFM表征

生物纳米薄膜的制备与表征对功能性有机化合物的实用化起着非常重要的作用.本文主要介绍利用分子自组装、LB技术以及将旋涂技术与AFM针尖操控相结合的方法分别制备的黄原胶、硬脂酸和壳聚糖纳米生物薄膜及其AFM表征结果.AFM测试显示,黄原胶分子在分子间协同作用下可以形成具有网状结构薄膜,NaCl盐溶液浓度和浸泡时间等可以调控在硬脂酸LB膜上所蚀刻孔径的大小.同时,AFM形貌表征与其操控技术的联用,不仅得到了薄膜表面的实时形貌,而且制备出具有纳米级厚度的超薄壳聚糖纳米膜.这些研究不仅为生物纳米薄膜的制备与表征提供了新型的方法及思路,而且可以进一步推动纳米薄膜在多种领域内的发展与应用.     

自组装二维银纳米粒子的复合Langumir-Blodgett膜的结构及表面增强拉曼散射研究

利用Langumir-Blodgett(LB)技术制备了单层的LB膜，通过自组装的方法将银颗粒组装到LB膜上，形成了成膜分子-银纳米粒子二维结构的复合LB膜。AFM和π—A曲线表明调节成膜分子的比例，银离子可以亚单层形式排列于基底表面。拉曼光谱研究表明，该基底显示出了良好的表面增强拉曼散射效应。     

磺酸基团修饰水滑石LB复合薄膜自组装及酸致变色研究

水滑石等二维层状材料的功能化和自组装对纳米材料的广泛应用至关重要。本文利用LB技术制备了磺酸基团离子交换后的水滑石和两种不同结构染料的自组装Langmuir薄膜。探究了染料复合LB薄膜表面的聚集状态及膜的结构/性能。采用原子力显微镜和透射电镜对单层Langmuir膜的形貌进行了表征,结果表明薄膜具有较好的均匀性和致密性。利用紫外-可见光谱对制备的磺酸基团水滑石/染料LB膜的良好酸致变色特性进行了研究。本文的研究工作为水滑石界面有效功能自组装薄膜的制备和发展以及酸碱气体传感器、化学开关等实际应用提供了新的线索。     

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.     

纳米金在DNA电化学传感器中的应用研究

利用自组装单分子膜原理,通过层层组装的方法将金纳米粒子(AuNPs)和DNA探针分别固定到金电极表面制备成探针电极。结果表明纳米金可以使响应电流大大增强,有利于提高检测的灵敏度;同时DNA自组装到纳米金修饰的金电极上,形成一层致密的分子膜,可使响应电流下降。     

对羟基苯硫酚自组装膜修饰金电极的制备及电化学表征

在金电极表面制备了对羟基苯硫酚(4-HTP)自组装单分子膜,构建了一种羟基化金电极表面.在优化实验条件下,利用交流阻抗技术对4-HTP自组装单分子膜电极(4-HTP SAM/Au)进行了原位表征,采用Randles等效电路对阻抗复平面图进行模拟,确定该电极体系的等效电路以及电化学参数,通过电荷传递电阻Rct与组装时间的关系,给出了4-HTP SAM在金电极表面的组装动力学曲线.结果表明,电子传递电阻(Rct)随自组装时间的延长而迅速减小,证明4-HTP SAM是一种导电膜,当自组装时间达到120 min后,Rct不再变化,4-HTP SAM达到组装平衡状态.研究结果对SAMs的制备具有一定指导意义,在生物传感器的研究中具有应用前景.     

分子有序膜及其摩擦学行为研究进展

介绍了LB膜、自组装单分子膜(SAMs)、分子沉积(MD)膜等分子有序膜的基本概念和薄膜结构、厚度、性质以及微摩擦学行为的表征技术,并指出LB膜层问是物理吸附,热力学稳定性差;SAMs以化学键为驱动力,重现性较差;而分子沉积膜具有成膜不受基底形状和大小限制等优点,决定了它在微电子器件润滑方面具有更大的应用前景．在分子有序膜的摩擦学研究方面,着重介绍了分子有序膜本身结构(如物质种类、组成、分子链长、末端基团等)和外部条件(如法向载荷、扫描速率、相对湿度等)对摩擦学行为的影响．最后,提出了本领域需要关注的一些问题。     

磺化聚本乙烯／二氧化钛有序交替纳米复合多层膜的制备、结构表征及其微观摩擦学行为

利用离子自组装技术在石英片表面制备了TiO2/PSS有序交替的层状纳米多层膜。采用透射电子显微镜、接触角测量仪和原子力显微镜对所制备的TiO2溶胶粒子和TiO2/PSS有序纳米多层膜进行了结构表征并研究了其微观摩擦学性能。结果表明：摩擦力随着薄膜层数的增加而减小。     

磺化聚苯乙烯/二氧化钛有序交替纳米复合多层膜的制备、结构表征及其微观摩擦学行为

利用离子自组装技术在石英片表面制备了TiO2/PSS有序交替的层状纳米多层膜.采用透射电子显微镜、接触角测量仪和原子力显微镜对所制备的TiO2溶胶粒子和TiO2/PSS有序纳米多层膜进行了结构表征并研究了其微观摩擦学性能.结果表明:摩擦力随着薄膜层数的增加而减小.     

没食子多酚与FeⅢ通过层层自组装法制备薄膜

目的 制备没食子多酚和FeⅢ的复合薄膜并评估其体外抗氧化活性.方法 通过纳米包封技术-层层自组装法,将没食子多酚和FeⅢ制备薄膜,利用紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)对薄膜进行表征;采用控制变量法讨论温度、pH和离子强度对薄膜形成过程的影响;使用DPPH·...     

γ—Fe2O3超微粒／硬脂酸复合LB膜制备和磁特性

用超声分散的方法将γ-Fe2O3超微粒分散于硬脂酸／正己烷／氯仿溶液中，用LB膜进行有序组装，结果显示：γ-Fe2O3超微粒能够均匀地分散在有机溶剂中，γ-Fe2O3超微粒／硬脂酸单分子膜的成膜性能良好，覆盖度很高；γ-Fe2O3超微粒／硬脂酸复合LB膜具有一定的层状结构；用LB膜技术组装后，γ-Fe2O3超微粒的磁特性基本保持不变。     

γ-Fe2O3超微粒/硬脂酸复合LB膜制备和磁特性

用超声分散的方法将γ-Fe2O3超微粒分散于硬脂酸/正己烷/氯仿溶液中,用LB膜进行有序组装,结果显示:γ-Fe2O3超微粒能够均匀地分散在有机溶剂中,γ-Fe2O3超微粒/硬脂酸单分子膜的成膜性能良好,覆盖度很高;γ-Fe2O3超微粒超微粒/硬脂酸复合LB膜具有一定的层状结构;用LB膜技术组装后,γ-Fe2O3超微粒的磁特性基本保持不变.     

化学镀法制备图案化银纳米颗粒单层膜

一步法完成Ag纳米颗粒的制备及图案化组装,开辟低成本、高效率制备图案化银纳米颗粒单层膜的新途径。采用微接触印刷技术,将有机分子十六烷基硫醇(HDT),1,10-癸二硫醇硫醇(DDT)选择性自组装在金表面,通过化学镀法在基底材料上制备高度分散有序直径约为10nm的球形银纳米颗粒。得到规则有序的图案化银纳米颗粒单层膜。采用自主装诱导技术结合化学镀法,制备Ag纳米颗粒的同时,完成图案化银纳米颗粒薄膜的制备。图案化分散有序的金属纳米颗粒在表面催化和微电子器件制备方面有广阔的应用前景。     

二维金纳米微粒有序阵列的制备

对于用十二烷基硫醇包覆的金纳米微粒，用Langmuir-Blodgett(LB)技术制备了二维金纳米微粒有序阵列．在单纯的硫醇包覆的金纳米微粒形成的LB膜中，由于硫醇分子之间的疏水相互作用，容易导致金纳米微粒的自组织而在LB膜中形成缺陷．为了改善金纳米微粒的成膜性能和提高金纳米微粒阵列的有序性，正十二醇作为添加剂和润滑剂加入到金纳米微粒的氯仿溶液中与金纳米微粒一起形成LB膜．用透射电子显微镜对金纳米微粒的二维阵列进行了表征．结果表明，正十二醇的加入可以有效地减少用LB技术制备的二维金纳米微粒阵列中的缺陷，提高金纳米微粒阵列的有序性．     

有机纳米构筑与超分子组装

由于分子聚集体尺寸通常在1－100nm之间，这使得超分子组装成为纳米构筑和纳米器件制备的重要手段。基于自己的研究工作，阐述了如何利用层状组装和界面组装技术来构筑组成和结构可控的纳米组装体，进而制备纳米器件的方法。这有望提供一种从纳米构筑到功能组装的一种途径。     

有序分子膜的摩擦学特性研究进展

有序分子膜优良的润滑性能使其在解决摩擦学问题中有潜在的应用价值。文中论述了有关Langmuir Blodgett(LB)膜、自组装 (SA)膜和分子沉积 (MD)膜在实验研究及理论研究方面取得的进展 ,介绍了 3种有序分子膜各自的特点及其摩擦学性能的影响因素。目前对LB膜的研究最广泛 ,对SA膜和MD膜的研究起步较晚 ,并对它们性能的优缺点进行了比较 ,同时对有序分子膜在纳米摩擦学方面的应用前景进行了分析。     

有序分子膜的摩擦学特性研究进展

有序分子膜优良的润滑性能使其在解决摩擦学问题中有潜在的应用价值。文中论述了有关Langmuir-Blodgett(LB)膜、自组装(SA)膜和分子沉积(MD)膜在实验研究及理论研究方面取得的进展，介绍了3种有序分子膜各自的特点及其摩擦学性能的影响因素。目前对LB膜的研究最广泛，对SA膜和MD膜的研究起步较晚，并对它们性能的优缺点进行了比较，同时对有序分子膜在纳米摩擦学方面的应用前景进行了分析。     

多层纳米反应器原位电化学还原制备CTS-Ag/PSS复合膜

采用层层静电自组装的方法将壳聚糖-Ag+(CTS-Ag+)和聚4-苯乙烯磺酸钠(PSS)交替沉积在基底上,然后用电化学方法将纳米薄膜表面的Ag+离子还原为单质Ag,构筑了CTS-Ag/PSS纳米复合薄膜。通过紫外可见吸收光谱(UV-vis)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)和循环伏安(CV)等手段对纳米复合薄膜的组装、结构、表面形貌和光学性能进行了测试分析。UV-vis结果显示复合膜在特征吸收峰处的吸光度数值随膜双层数增加逐渐增大,呈良好的线性关系,表明多层膜是均匀组装的;FESEM图形显示膜表面有一定的粗糙度;XPS结果证实了复合膜上有Ag生成,CV结果表明多层膜对氧还原有较好的电催化活性。     

胶原蛋白在LB膜上的吸附行为研究

基底的性质和制备方法对吸附胶原层的超分子自组装过程有很大的影响,将一种Gemini表面活性剂C18H37(CH3)2N+-(CH2)12-N+(CH3)2C18H37·2Br-(简写为18-12-18)利用LB技术在零压下转移到云母片上制成基底,浸入到pH值为3.0的胶原溶液中37℃恒温吸附不同的时间,样品用原子力显微镜(AFM)进行表征。结果表明:在恒温过程中,LB膜上的表面活性剂分子会发生移动和翻转,胶原分子优先吸附在LB膜上形成单层网状结构,随吸附时间的延长,胶原分子也会在云母上发生吸附,最后两者会交织成无序的胶原纤维。     

新型金乙炔咔唑基配合物-钼磷酸纳米杂化LB膜的制备与光电性质

以刚棒状金乙炔咔唑基配合物(OMA)作有机组分,Keggin结构多金属氧酸盐钼磷酸H3PMo12O40作无机组分,用LB技术制备新型有机-无机纳米杂化LB膜.用-πA曲线、UV-Vis吸收光谱、荧光光谱(FS)、原子力显微镜(AFM)、扫描隧道显微镜(STM)进行表征,结果表明:标题LB膜具有交替排列的纳米层状结构,OMA/H3PMo12O40单层膜呈现半导体特性,当监控电压在-3~+3 V时,其隧道电流I值为±100 nA.