ЛЕНГМЮРОВСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПЛЕНКИ 1. Суть метода

ЛЕНГМЮРОВСКИЕ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ПЛЕНКИ 1. Суть метода Ленгмюра , коэффициент растекания. 2. Роль растворителя 3. Стабильность и состояние монослоев (газообразное, жидкое, конденсированное) 4. Понятие коллапса 5. Перенос монослоев на твердые тела 6. Наращивание пленок

Литература 1. Lord Rayleigh, Phil. Mag. 48, 321 (1899). 2. Pockels A. , Nature (London), 437 (1891). 3. Адам Н. К. , Физика и химия поверхностей, Гостехиздат, 1947 4. Langmuir I. , Trans. Faraday Soc. , 15, 62 (1920). 5. Gaines G. L. , Insoluble Monolayers at Liquid – Gas Interfaces, Wiley ( Interscience ), New York, 1966

Эксперимент Покельс Прованское масло использовала Поккельс

Образование и растекание нерастворимых монослоев Растекани е жидкости В по жидкости А можно выразить через введенный Харкинсом коэффициент растекания SB/A = A – ( B + AB), где SB/A - коэффициент растекания жидкости В по жидкости А; A и B – коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей; AB – относительный коэффициент поверхностного натяжения на границе их раздела. Если SB/A > 0, происходит самопроизвольное растекание, если SB/A < 0, жидкость В остается на поверхности жидкости А в виде линз.

Равновесное давление растекания монослоя есть давление в монослое, находящемся в равновесии с устойчивой объемной фазой. Если монослой сжат до давлений, гораздо больших равновесного давления растекания, то достигается состояние, называемое «точкой коллапса» . В точке коллапса увеличение давления становится невозможным, так как либо давление падает при неизменной площади пленки, либо при постоянном давлении уменьшается площадь пленки. «Давлением коллапса» называется максимальное давление, при котором происходит это фазовое превращение.

Влияние формы на упаковку Модели молекул стеариновой (а) и олеиновой кислот [Gaines G. L. Jr. , Insoluble monolayer at Liquid-Gas Interfaces, Wiley (Interscience), New York, 1966. ]

Диаграммы давление-площадь (П-А) некоторых типичных конденсированных монослоев веществ с длинной молекулярной цепью. 1 - неионизованные жирные кислоты; 2 – жирные спирты (и те и другие при высоких поверхностных давлениях имеют молекулярные площади ~ 20 Ǻ 2). 40 П, дин/см 30 20 10 0 20 22 24 26 А, Ǻ 2/молекула

Потенциал ΔV, поверхностное давление П и дипольный момент μ┴ типичного текучего монослоя (олеиновый спирт на 0, 001 N растворе HCl при 21 о. С) 30 ΔV, m. В; μ┴, m. Д П, дин/см μ┴ 300 20 200 П 10 ΔV 100 0 20 30 40 50 А, Ǻ 2/молекула

Три состояния монослоев Двумерные монослои могут находиться в трех различных состояниях: конденсированном, текучем и газообразном. Когда молекулы образуют наиболее плотную упаковку, то считается, что монослой находится в конденсированном состоянии. Ленгмюровские пленки получают только на основе конденсированных монослоев Газообразное состояние является предельным случаем противоположным конденсированному состоянию. Поверхностное давление в таких пленках при увеличении поверхности асимптотически стремится к нулю, и поверхностная вязкость пленок очень мала. Средняя молекулярная площадь в газообразном монослое данного вещества относительно велика.

Перенос монослоев на твердые тела. Метод погружения Метод касания (эффект Марангони) Реактивный

Метод погружения Поверхность жидкости с монослоем Пластина

Метод касания

Реактивные методы

Схема нанесения (1) Пленка стеарата бария Пленка поршневого масла

Схема нанесения (2)

Схема нанесения (3)

Схема нанесения (4)

Схема нанесения (5)

Схема нанесения