Langmuiro tinklaraščio filmai kaip organizuotų struktūrų modeliai. Langmuir-blogett technologija. Įrenginiai filmų gamybai
Amfifilinės medžiagos
Amfifilai - cheminių medžiagų turintys ir hidrofilines, ir hidrofobines dalis. Paprastai jie netirpsta vandenyje. Hidrofobinė grupė yra didelė angliavandenilio dalis su tokia grandine kaip CH 3 (CH 2) n (n> 4). Hidrofilinė grupė gali būti sudaryta iš anijoninių karboksilatų (RCO 2 -), sulfatų (RSO 4 -), sulfonatų (RSO 3 -) ir katijoninių aminų (RNH 3 +). Taip pat yra tokių cviterioninių hidrofilinių grupių kaip glicerolis, DPPC fosfolipidai ir kt. Be to, yra molekulių, turinčių keletą hidrofilinių ir hidrofobinių grupių, pavyzdžiui, baltymai ir fermentai. Žemiau pateikiamas tipiškų amfifilų pavyzdys oro ir vandens sąsajoje.
Langmuir monosluoksnis
Langmuir monosluoksnis yra storas vienos molekulės netirpios organinės medžiagos sluoksnis, paskirstytas per vandeninę fazę. Monomolekuliniai sluoksniai yra gerai ištirti ir naudojami formuojant Langmuir Blodgett plėveles (LB plėveles), kurios susidaro, kai ant skystos fazės yra padengiamas monosluoksnis.
Gibbs monosluoksnis
Gibso monosluoksnis yra iš dalies tirpus amfifilas. Nuo Langmuiro monosluoksnio jis skiriasi tik tirpumu. Medžiagos, naudojamos Langmuir monosluoksniui sudaryti, yra netirpios, todėl molekulės nusėda oro ir vandens sąsajoje. Viename Gibso sluoksnyje molekulė „šokinėja“ per vandens paviršių. Tačiau tarp šių vienasluoksnių sluoksnių nėra griežtos skiriamosios linijos, nes absoliučiai netirpios medžiagos gamtoje yra labai retos. Šių dviejų vienasluoksnių sluoksnių atskyrimas galimas tik vandens gylyje naudojant eksperimentinę skalę.
Langmuir-Blodgett filmai
Langmuir molekulinėje plėvelėje yra vienas ar keli monosluoksniai amfifilo, nusodinami ant skysčio paviršiaus, panardinant kietą substratą į skystį. Kiekvienas naujas monosluoksnis dengiamas kiekvieną kartą panardinant ir ištraukiant, o tai leidžia formuoti molekulines plėveles su labai tiksliomis storio reikšmėmis. Monosluoksniai dažniausiai susideda iš polinių molekulių – hidrofilinės galvutės ir hidrofobinės uodegos (pavyzdys: riebalų rūgštys).
Šį reiškinį 1918 metais atrado Langmuir ir Catherine Blodgett, o po 16 metų buvo nustatyta, kad eksperimento kartojimas veda prie sluoksniavimosi.
Žemiau pateikiami 3 Langmuir plėvelių tipai, gaminami vertikalaus kėlimo metodu.
Be to, yra ir Schaeffer horizontalaus kėlimo metodas. Čia latakas horizontaliai nusileidžia į skystį, paliečia monosluoksnį ir juda horizontaliai, kad pakeltų plėvelę. Tokiu atveju latakas turi būti hidrofobinio pobūdžio.
Aukščiau pateikta Schaeffer kėlimo metodo schema.
Paviršiaus slėgis p apibrėžiamas kaip p = S 0 - S f, kur S 0 ir S f - paviršiaus įtempimasšvaraus oro ir vandens sąsaja ir pofazė su medžiaga, paskirstyta per ją. Tai iš tikrųjų yra vandens paviršiaus įtempimo pokytis dėl kitos molekulės pridėjimo prie oro ir vandens sąsajos.
Izoterminis slėgis (TT) – sritis (A)
Izoterma susideda iš paviršiaus slėgio kreivės ir molekulės ploto fiksuotoje temperatūroje. Lenkimai ir vingiai rodo fazių perėjimus.
Paveikslėlyje su izoterma galite stebėti skirtingas sritis, kurios skiriasi suspaudžiamumu. Pirma, esant žemam slėgiui, molekulės yra dujų fazėje (G). Tada, didėjant slėgiui, atsiranda skysčio išvaizdos sritis (LE). Dar labiau padidėjus slėgiui, atsiranda skysto kondensato dalis. Be to, didėjant slėgiui, stebima kieta fazė (S). Galų gale, padidėjęs slėgis lemia tai, kad vienasluoksnis sluoksnis tampa nestabilus ir žlunga smarkiai sumažėjus slėgiui. Konkrečiai molekulei kiekvienas žingsnis priklauso nuo būdingos temperatūros ir suspaudimo greičio.
Perdavimo santykis apibrėžiamas kaip tr = Am / As, kur Esu- monosluoksnio sumažinimas nusodinimo metu, Kaip yra substrato aprėpties plotas. Tobulai tr = 1.
Stabilumo diagrama
Stabilumo kreivė yra santykinis vieno sluoksnio ploto pokytis laikui bėgant esant pastoviam slėgiui. Stabilumo kreivę galima gauti išmatuojant plotą (A) ir laiką (T) esant pastoviam slėgiui. Kreivė parodo, koks stabilus yra monosluoksnis, taip pat leidžia spręsti, kokie procesai vyksta viename sluoksnyje tam tikru momentu. Čia taip pat parodytos pagrindinės stabilumo charakteristikos.
Slėgio ir laiko diagrama (P – V – T)
Tai slėgio pokyčių grafikas laikui bėgant, jei vienasluoksnė sritis yra pastovi ir stabili. Pagrindinė grafiko funkcija yra išmatuoti vandens molekulių, esančių pofazėje, adsorbcijos kinetiką ant iš anksto paruoštų vienasluoksnių paviršių. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta baltymų adsorbcijos (kiaušinio albumino) kinetika ant įvairių lipidų monosluoksnių (oktadecilamino, stearino rūgšties, DPPC).
Paviršiaus slėgiui matuoti naudojamos dvi Wilhelmy plokštės. Vienas pagamintas iš popierinio filtro, o kitas - plokštės su grubiu paviršiumi pavidalu. Mūsų atveju naudojama filtravimo popieriaus plokštė, kuri yra visiškai padengta vandeniu ir, tiesą sakant, tapo pofazės tęsiniu. Čia reikia pažymėti, kad kontaktinis kampas bus lygus nuliui. Įdėklo platininis paviršius turi būti nušlifuotas smėliasrove. Grubi platinos plokštė yra visiškai sudrėkinta vandeniu, todėl kontaktinis kampas yra lygus nuliui. Nulinis kontaktinis kampas nebus pasiektas ant lygaus paviršiaus. Plokštelė turi būti labai plona. Plokštės plotis, kaip taisyklė, yra lygus 1 cm.
l ilgio, w pločio ir t storio plokštę 1 valandai panardinkite į vandenį. Tada pradeda veikti susidariusi jėga F, kuri veikia plokštę.
kur rho- plokštės tankis, rho 0- vandens tankis, g- gravitacijos pagreitis.
Dabar nustatomas paviršiaus slėgis p = S 0 - S f, kur S 0 ir S f- grynos subfazės ir subfazės su medžiaga paviršiaus įtempimas.
Jėgos, veikiančios pofazę, matavimas išreiškiamas taip:
DF = 2 (w + t). DS = 2 (w + t) p(atsižvelgiant į tai h = const, qc ~ 0 Kodėl Cos qc = 1)
Jei plokštė yra labai plona, tai yra t nereikšmingas, palyginti su w o jei plokštės plotis w = 1 cm, tada DF = 2 p arba p = DF / 2.
Taigi tokiomis sąlygomis paviršiaus slėgis yra pusė svorio, išmatuoto ant mikrobalanso po nulio nustatymo švariame vandenyje.
Paviršiaus įtempimas
Paviršiaus įtempimas – tai skysčių savybė, kuri pagrįsta paviršiuje ar šalia jo esančių asimetrinių molekulių sanglaudos jėga, dėl kurios paviršius linkęs susispausti ir įgauna ištemptos elastinės membranos savybes.
Žemiau pateikiamos įvairių sistemų paviršiaus įtempimo vertės esant 293 K (Weast, R. C. (Red.). Handbook of Chemistry and Physics, 61st ed. Boca Raton, FL: CRC Press, p. F-45, 1981).
Paviršiaus įtempimo pokytis oro ir vandens sąsajoje esant tam tikrai temperatūrai (Weast, R. C. (Red.). Handbook of Chemistry and Physics, 61. leidimas. Boca Raton, FL: CRC Press, p. F-45, 1981).
| Temperatūra ˚C | Paviršiaus įtempis (erg cm -2) |
| 0 | 75.6 |
| 5 | 74.9 |
| 10 | 74.22 |
| 15 | 73.49 |
| 18 | 73.05 |
| 20 | 72.75 |
| 25 | 71.97 |
| 30 | 71.18 |
| 40 | 69.56 |
| 50 | 67.91 |
| 60 | 66.18 |
| 70 | 64.4 |
| 80 | 62.6 |
| 100 | 58.9 |
Kontaktinis kampas
Skysčio pusiausvyros sąlyčio kampas ant kieto paviršiaus matuojamas trijų fazių (skysčio, kieto ir dujinio) kontaktinėje linijoje.
Pavyzdžiui, vandens plėvelė ant stiklo turi nulinį kontaktinį kampą, tačiau jei vandens plėvelė yra ant riebaus ar plastikinio paviršiaus, kontaktinis kampas gali būti didesnis nei 90 ° C.
Hidrofobiniai paviršiai (A pav.) – tai tie paviršiai, kurių sąlyčio su vandeniu kampas viršija 90 °C. Jei sąlyčio su vandeniu kampas yra mažesnis nei 90 ° C, tada paviršius laikomas hidrofiliniu (B pav.).
Šiuolaikinių monomolekulinių plėvelių koncepcijų pagrindai buvo padėti A. Pockelso ir Rayleigh darbuose m. pabaigos XIX- XX amžiaus pradžia.
Tyrinėdamas vandens paviršiuje vykstančius reiškinius, kai jis užterštas nafta, Pockelsas nustatė, kad vandens paviršiaus įtempimo vertė priklauso nuo vandens paviršiaus ploto ir ant vandens paviršiaus patekusios alyvos tūrio.
Rayleigh, aiškindamas Pockelso gautus eksperimentinius rezultatus, pasiūlė, kad užtepus pakankamai mažą alyvos tūrį ant vandens paviršiaus, ji savaime pasklinda monomolekuliniu sluoksniu, o vandens paviršiaus plotui sumažėjus iki kritinės molekulės, susidaro alyvos, kurios liečiasi. viena kitą, sandariai supakuota struktūra, dėl kurios sumažėja vandens paviršiaus įtempimo vertės.
Didžiausią indėlį tiriant monomolekulines plėveles įnešė I. Langmuiras. Langmuiras pirmasis ėmėsi sistemingo skysčio paviršiaus plūduriuojančių monosluoksnių tyrimo. Langmuiras paaiškino eksperimentų, skirtų vandeninių tirpalų paviršiaus įtempimo mažinimui esant aktyviosioms paviršiaus medžiagoms, rezultatus 1917 m. Sukūrė prietaiso projektą tiesioginiam vidinio slėgio matavimui viename sluoksnyje (Langmuir balansas) ir pasiūlė naują eksperimentinį metodą monomolekuliniams sluoksniams tirti. Langmuiras parodė, kad daugelis vandenyje netirpių amfifilinių medžiagų yra polinės molekulės organinės medžiagos turintys hidrofilinę dalį – „galvą“ ir hidrofobinę dalį – „uodegą“, gali pasklisti vandens paviršiuje monomolekuliniu sluoksniu, kad sumažintų jo paviršiaus įtampą. Tyrinėdamas paviršiaus slėgio (paviršiaus slėgis viename sluoksnyje – suspaudimą neutralizuojančios plėvelės tarpmolekulinės atstūmimo jėgos santykis su vienasluoksnio sluoksnio ilgio vienetu (N/m)) priklausomybę nuo vieno sluoksnio ploto, Langmuiras atrado įvairių monosluoksnio fazinės būsenos.
Monomolekulinės netirpių amfifilinių medžiagų plėvelės skysčio paviršiuje vadinamos Langmuiro plėvelėmis.
3 dešimtmečio pradžioje C. Blodgettas atliko netirpių riebalų rūgščių monomolekulinių plėvelių perkėlimą ant kieto substrato paviršiaus, taip gaudamas daugiasluoksnes plėveles.
Blodgett metodas, pagrįstas Langmuir metodu, vadinamas Langmuir-Blodgett technologija, o tokiu būdu gautos plėvelės vadinamos Langmuir-Blodgett filmais.
Apsvarstykite dviejų fazių dujų ir skysčių sistemą.
Skysčio molekulės, būdamos fazės tūryje, patiria traukos (sanglaudos) jėgų veikimą iš aplinkinių molekulių pusės. Šios jėgos subalansuoja viena kitą ir jų rezultatas yra lygus nuliui. Molekulės, esančios oro ir vandens sąsajoje, patiria skirtingo dydžio jėgas iš gretimų fazių pusės. Skysčio tūrio vieneto traukos jėga yra daug didesnė už oro tūrio vienetą. Taigi gaunama jėga, veikianti molekulę skysčio paviršiuje, nukreipiama į skystosios fazės tūrį, sumažinant paviršiaus plotą iki minimalios galimos reikšmės nurodytomis sąlygomis.
Norėdami padidinti skysčio paviršių, turite šiek tiek padirbėti, kad įveiktumėte vidinį skysčio slėgį.
Paviršiaus padidėjimą lydi sistemos paviršiaus energijos padidėjimas - Gibso energija. Be galo mažas paviršiaus Gibso energijos dG pokytis su be galo mažu paviršiaus pokyčiu dS esant pastoviam slėgiui p ir temperatūrai T pateikiamas išraiška:
Kur yra paviršiaus įtempimas. Taigi paviršiaus įtempimas
= (G / S) | T, p, n = const,
čia n yra komponentų molių skaičius.
Energijos apibrėžimas: paviršiaus įtempis yra Gibso specifinė laisvojo paviršiaus energija. Tada paviršiaus įtempis lygus darbui, sugaištam formuojant paviršiaus vienetą (J / m 2).
Jėgos apibrėžimas: paviršiaus įtempis yra jėga, veikianti paviršių, liečianti jį ir linkusi sumažinti kūno paviršių iki minimumo, galimo tam tikram tūriui ir sąlygoms (N / m).
[J / m 2 = N * m / m 2 = N / m]
Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį, sistemos Gibso energija spontaniškai linksta į minimalią vertę.
Kylant temperatūrai, dujų ir skysčio sąsajos paviršiaus įtempimo vertė mažėja.
Panagrinėkime paviršiaus įtempimo elgesį dujų ir skysčio sąsajoje, kai yra aktyviosios paviršiaus medžiagos.
Medžiagos, kurių buvimas ties fazės riba sumažina paviršiaus įtempimo vertę, vadinamos aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis.
Paviršinio aktyvumo medžiagos turi asimetrinę molekulinę struktūrą, kurią sudaro polinės ir nepolinės grupės. Polinė grupė turi dipolio momentą ir turi afinitetą polinei fazei. Grupės –COOH, –OH, –NH 2, –CHO ir kt. turi polinių savybių.
Nepolinė paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės dalis yra hidrofobinė angliavandenilio grandinė (radikalas).
Paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės spontaniškai sudaro orientuotą monosluoksnį sąsajoje pagal sistemos Gibso energijos sumažėjimo sąlygą: polinės grupės yra vandeninėje (polinėje) fazėje, o hidrofobiniai radikalai išstumiami iš vandeninės terpės ir patenka į mažiau polinė fazė – oras.
Paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės, ypač jų angliavandenilių radikalai, būdami oro ir vandens sąsajoje, silpniau sąveikauja su vandens molekulėmis nei vandens molekulės tarpusavyje. Taigi, bendra traukimo jėga vienam ilgio vienetui sumažėja, todėl paviršiaus įtempis sumažėja, palyginti su grynu skysčiu.
Langmuir filmų studijavimo ir Langmuir-Blodgett filmų gavimo sąranka apima šiuos pagrindinius vienetus:
talpykla, kurioje yra skystis (pofazė), vadinama vonia,
paviršiniai barjerai, judantys priešingai išilgai vonios kraštų,
Wilhelmy elektroninės svarstyklės, skirtos paviršiaus slėgiui matuoti viename sluoksnyje,
prietaisas substratui perkelti.
Pati vonia dažniausiai gaminama iš politetrafluoretileno (PTFE), kuris suteikia cheminį inertiškumą ir apsaugo nuo subfazės nutekėjimo. Medžiaga barjerams gaminti taip pat gali būti hidrofobinė fluoroplastinė arba kita chemiškai inertiška medžiaga.
Terminis stabilizavimas atliekamas cirkuliuojant vandeniu per kanalų sistemą, esančią po vonios dugnu.
Įrenginys yra ant vibracijai atsparaus pagrindo specializuotoje patalpoje su dirbtiniu klimatu – „švarioje patalpoje“. Visos naudojamos cheminės medžiagos turi būti aukščiausio grynumo.
Paviršiaus slėgiui matuoti viename sluoksnyje šiuolaikiniuose Langmuir-Blodgett įrenginiuose naudojamas paviršiaus slėgio jutiklis – elektroninis Wilhelmy svarstyklės.
Jutiklio veikimas pagrįstas jėgos, reikalingos kompensuoti paviršiaus slėgio jėgos poveikį viename sluoksnyje „pofazės-dujų“ sąsajoje, Vilhelmo plokštei matavimo principu.
Apsvarstykite jėgas, veikiančias Vilhelmo plokštę.
W, l, t - atitinkamai Wilhelmy plokštės plotis, ilgis ir storis; h yra panardinimo į vandenį gylis.
Susidaranti jėga, veikianti Vilhelmo plokštę, susideda iš trijų komponentų: Jėga = Archimedo svoris-jėga + paviršiaus įtempimas.
F = glwt-'ghwt + 2 (t + w) cos,
kur 'yra plokštės ir pofazės tankis, atitinkamai, yra kontaktinis drėkinimo kampas, g yra pagreitis laisvas kritimas... Vilhelmo plokštės medžiaga parenkama taip, kad = 0.
Paviršiaus slėgis – tai skirtumas tarp jėgos, veikiančios plokštę, panardintą į švarų vandenį, ir jėgos, veikiančios į vandenį panardintą plokštę, kurios paviršius padengtas vienasluoksniu sluoksniu:
kur yra gryno vandens paviršiaus įtempis. Vilhelmo plokštelei būdinga t< F / 2t = mg / 2t [N / m], čia m yra dydis, išmatuotas pagal Vilhelmo balansą. Langmuir-Blodgett metodo ypatybė yra ta, kad ištisinis tvarkingas monomolekulinis sluoksnis iš anksto suformuojamas ant pofazės paviršiaus ir vėliau perkeliamas į substrato paviršių. Sutvarkyto vienasluoksnio sluoksnio susidarymas pofazės paviršiuje vyksta taip. Tam tikras kiekis bandomosios medžiagos tirpalo labai lakiame tirpiklyje užpilamas ant pofazės paviršiaus. Išgaravus tirpikliui, vandens paviršiuje susidaro monomolekulinė plėvelė, kurios molekulės išsidėsčiusios atsitiktinai. Esant pastoviai temperatūrai T, vienasluoksnio sluoksnio būsena apibūdinama suspaudimo izoterma -A, kuri atspindi ryšį tarp barjero paviršiaus slėgio ir specifinės molekulinės srities A. Kilnojamojo barjero pagalba monosluoksnis suspaudžiamas, kad susidarytų ištisinė plėvelė su glaudžiu molekulių paketu, kurioje specifinis molekulinis plotas A yra maždaug lygus molekulės skerspjūvio plotui, o angliavandenilių radikalai. yra orientuoti beveik vertikaliai. Tiesinės atkarpos nuo priklausomybės -A, atitinkančios vienasluoksnio sluoksnio suspaudimą skirtingose fazėse, apibūdinamos reikšme A 0 - plotas, tenkantis vienai molekulei viename sluoksnyje, gautas ekstrapoliuojant tiesinę atkarpą į A ašį (= 0 mN/m). Pažymėtina, kad amfifilinės medžiagos monosluoksnio (AMPM), lokalizuoto pofazės ir dujų sąsajoje, fazinę būseną lemia sukibimo ir kohezijos jėgų pusiausvyra pofazės-vieno sluoksnio sistemoje ir priklauso nuo medžiagos pobūdžio ir struktūros. jo molekulių, temperatūros T ir subfazės sudėties. Išskiriami dujiniai G, skystieji L1, skystųjų kristalų L2 ir kietųjų kristalų S monosluoksniai. Susidaręs vienasluoksnis sluoksnis, susidedantis iš glaudžiai supakuotų AMPV molekulių, perkeliamas į kietą substratą, judantį aukštyn ir žemyn vandens paviršiumi. Priklausomai nuo substrato paviršiaus tipo (hidrofilinio ar hidrofobinio) ir pagrindo susikirtimo su pofazės paviršiumi sekos su vienasluoksniu ir be jo, galima gauti simetriškos (Y) arba asimetrinės (X, Z) struktūros LBP. . Paviršiaus slėgio vertė, kuriai esant atliekamas monosluoksnio perkėlimas į substratą, nustatoma pagal tam tikro AMPI suspaudimo izotermą ir atitinka būseną, kai viename sluoksnyje molekulės yra glaudžiai susikaupusios. Perkėlimo metu slėgis palaikomas pastovus dėl vieno sluoksnio ploto sumažinimo judant kliūtis. Pagrindo padengimo vienasluoksniu laipsnio kriterijus yra perdavimo koeficientas k, kuris nustatomas pagal formulę: kur S ', S "yra monosluoksnio plotas atitinkamai perkėlimo pradžioje ir po perkėlimo pabaigos, Sn yra substrato plotas. Norint gauti vienodą Langmuir-Blodgett plėvelės storį, pagrindo paviršiaus šiurkštumas turi būti Rz<=50нм. Įvadas
Langmuir-Blodgett plėvelės yra iš esmės naujas šiuolaikinės fizikos objektas, ir bet kurios jų savybės yra neįprastos. Net ir paprastos plėvelės, sudarytos iš identiškų monosluoksnių, turi daugybę unikalių savybių, jau nekalbant apie specialiai sukonstruotus molekulinius mazgus. Langmuir-Blodgett plėvelės randa įvairių praktinių pritaikymų įvairiose mokslo ir technologijų srityse: elektronikoje, optikoje, taikomojoje chemijoje, mikromechanikoje, biologijoje, medicinoje ir kt. Langmuir monosluoksniai sėkmingai naudojami kaip modelio objektai tiriant tvarkingų dvimačių konstrukcijų fizines savybes. struktūros. Langmuir-Blodgett metodas leidžia gana paprastai pakeisti vienasluoksnio sluoksnio paviršiaus savybes ir suformuoti kokybiškas plėvelines dangas. Visa tai įmanoma dėl tikslios gaunamos plėvelės storio kontrolės, dangos vienodumo, mažo šiurkštumo ir didelio, jei parinktos tinkamos sąlygos, plėvelės sukibimo su paviršiumi. Plėvelių savybės taip pat gali būti lengvai keičiamos keičiant amfifilinės molekulės poliarinės galvutės struktūrą, monosluoksnio sudėtį, taip pat atskyrimo sąlygas - subfazės sudėtį ir paviršiaus slėgį. Langmuir-Blodgett metodas leidžia į vieną sluoksnį įterpti įvairias molekules ir molekulinius kompleksus, įskaitant ir biologiškai aktyvius. 1. Ši istorija prasideda vienu iš daugelio Benjamino Franklino, iškilaus amerikiečių mokslininko ir garbaus diplomato, pomėgių. Būdamas Europoje 1774 m., kur sprendė kitą Anglijos ir Šiaurės Amerikos valstybių konfliktą, Franklinas laisvalaikiu eksperimentavo su naftos plėvelėmis vandens paviršiuje. Mokslininkas buvo gana nustebęs, kai paaiškėjo, kad vos vienas šaukštas aliejaus pasklinda pusės aro (1 aras ≈ 4000 m2) tvenkinio paviršiuje. Jei paskaičiuotume gautos plėvelės storį, tai išeitų, kad jis neviršija dešimties nanometrų (1 nm = 10 -7 cm); kitaip tariant, plėvelėje yra tik vienas molekulių sluoksnis. Tačiau šis faktas buvo suvoktas tik po 100 metų. Kažkokia smalsi anglė, vardu Agnes Pockels, savo vonioje pradėjo matuoti organinėmis priemaišomis užteršto vandens arba, paprasčiau tariant, muilo, paviršiaus įtempimą. Paaiškėjo, kad ištisinė muilo plėvelė gerokai sumažina paviršiaus įtempimą (prisiminkime, kad tai paviršinio sluoksnio energija ploto vienetui). Pockels apie savo eksperimentus parašė garsiam anglų fizikui ir matematikui Lordui Rayleigh, kuris išsiuntė laišką į gerbiamą žurnalą su savo komentarais. Tada pats Rayleigh'as atkartojo Pockelso eksperimentus ir padarė tokią išvadą: „Stebėti reiškiniai peržengia Laplaso teoriją, o jų paaiškinimui reikalingas molekulinis požiūris“. Kitaip tariant, palyginti paprasti – fenomenologiniai – svarstymai pasirodė esą nepakankami, reikėjo įtraukti idėjas apie materijos molekulinę sandarą, tuomet toli gražu nebuvo akivaizdžios ir visuotinai nepriimtos. Netrukus į mokslo sceną pasirodė amerikiečių mokslininkas ir inžinierius Irvingas Langmuiras (1881…1957). Visa jo mokslinė biografija paneigia gerai žinomą „apibrėžimą“, pagal kurį „fizikas yra tas, kuris viską supranta, bet nieko nežino; chemikas, atvirkščiai, viską žino ir nieko nesupranta, o fizikochemikas nežino ir nesupranta. Langmuiras buvo apdovanotas Nobelio premija būtent už darbą fizinės chemijos srityje, išsiskiriantį paprastumu ir apgalvotumu. Be klasikinių rezultatų, kuriuos Langmuiras gavo termioninės emisijos, vakuuminės technologijos ir absorbcijos srityje, jis sukūrė daug naujų eksperimentinių metodų, patvirtinančių paviršiaus plėvelių monomolekulinę prigimtį ir netgi leido nustatyti molekulių orientaciją bei specifinį plotą. jų užimtas. Be to, Langmuiras pirmasis perkėlė vienos molekulės storio plėveles – monosluoksnius – nuo vandens paviršiaus ant kietų substratų. Vėliau jo mokinė Katharina Blodgett sukūrė daugkartinio vieno sluoksnio perkėlimo po kito techniką, kad ant kieto pagrindo, dabar vadinamo Langmuir-Blodgett plėvele, būtų gauta sukrauta sukrauta struktūra arba daugiasluoksnis sluoksnis. Vienam sluoksniui, gulinčiam ant vandens paviršiaus, dažnai išlaikomas pavadinimas „Langmuir plėvelė“, nors jis taip pat vartojamas kalbant apie daugiasluoksnes plėveles. 2. Undinės molekulės
Pasirodo, gana sudėtingos molekulės turi savo priklausomybę. Pavyzdžiui, kai kurios organinės molekulės „mėgsta“ kontaktą su vandeniu, o kitos tokio kontakto vengia, „bijo“ vandens. Jie vadinami atitinkamai - hidrofilinėmis ir hidrofobinėmis molekulėmis. Tačiau yra ir tokių molekulių kaip undinės – viena dalis yra hidrofilinė, o kita – hidrofobinė. Undinėlės molekulės turi pačios išspręsti problemą: ar jos turi būti vandenyje, ar ne (jei bandome paruošti jų vandeninį tirpalą). Rastas sprendimas pasirodo esąs tikras Saliamonas: žinoma, jie bus vandenyje, bet tik pusė. Undinės molekulės išsidėsčiusios vandens paviršiuje taip, kad jų hidrofilinė galvutė (kuri, kaip taisyklė, turi atskirtus krūvius – elektrinį dipolio momentą) būtų nuleista į vandenį, o hidrofobinė uodega (dažniausiai angliavandenilio grandinė) išsikiša į vandenį. aplinkinė dujinė terpė (1 pav.) ... Undinių padėtis kiek nepatogi, tačiau ji atitinka vieną pagrindinių daugelio dalelių sistemų fizikos principų – minimalios laisvos energijos principą ir neprieštarauja mūsų patirčiai. Kai vandens paviršiuje susidaro monomolekulinis sluoksnis, hidrofilinės molekulių galvutės panardinamos į vandenį, o hidrofobinės uodegos išsikiša vertikaliai virš vandens paviršiaus. Nereikėtų manyti, kad tik kai kurios egzotinės medžiagos turi tendenciją išsidėstyti dviejose fazėse (vandeninėje ir nevandeninėje), vadinamojoje amfifilijoje. Atvirkščiai, cheminės sintezės metodais bent jau iš principo galima „prisiūti“ beveik bet kuriai organinei molekulei hidrofobinę uodegą, todėl undinės molekulių spektras yra itin platus, o visos jos gali turėti pačių įvairiausių tikslų. 3. Yra du monosluoksnių perkėlimo ant kieto pagrindo būdai, kurie abu yra įtartinai paprasti, nes juos galima padaryti tiesiog plikomis rankomis. Amfifilinių molekulių monosluoksniai gali būti perkelti iš vandens paviršiaus į kietą substratą taikant Langmuir-Blodgett metodą (viršuje) arba Schaeffer metodą (apačioje). Pirmasis metodas susideda iš monosluoksnio "pradurimo" vertikaliai judančiu pagrindu. Tai leidžia gauti tiek X - (molekulinės uodegos, nukreiptos į substratą), tiek Z tipo (atvirkštinė kryptis) sluoksnius. Antrasis būdas yra tiesiog liesti monosluoksnį su horizontaliai orientuotu pagrindu. Tai suteikia X tipo monosluoksnius. Pirmąjį metodą išrado Langmuiras ir Blodgettas. Vienasluoksnis sluoksnis paverčiamas skystuoju kristalu, naudojant plūduriuojančią barjerą - įvedamas į dvimatę skystųjų kristalų būseną, o tada tiesiogine prasme praduriamas substratu. Tokiu atveju paviršius, ant kurio turi būti perkelta plėvelė, yra orientuotas vertikaliai. Undinės molekulių orientacija ant substrato priklauso nuo to, ar substratas per monosluoksnį nuleidžiamas į vandenį, ar, atvirkščiai, pakeliamas iš vandens į orą. Jei substratas panardinamas į vandenį, tada „undinėlių“ uodegos yra nukreiptos į substratą (Blodgett pavadino šią struktūrą X tipo monosluoksniu), o jei ištrauktas, tada, priešingai, nuo pagrindo (Z- tipo vienasluoksnis), pav. 2a. Kartojant vieno monosluoksnio perkėlimą po kito skirtingomis sąlygomis, galima gauti trijų skirtingų tipų (X, Y, Z) daugiasluoksnes stekas, kurios skiriasi viena nuo kitos savo simetrija. Pavyzdžiui, X ir Z tipo daugiasluoksniai (3 pav.) neturi atspindžio centro – inversijos, o turi polinę ašį, nukreiptą nuo pagrindo arba į substratą, priklausomai nuo išdėstyto teigiamo orientacijos. ir neigiamus elektros krūvius, tai yra, priklausomai nuo molekulės elektrinio dipolio momento krypties. Y tipo daugiasluoksniai yra sudaryti iš dvigubų sluoksnių, arba, kaip sakoma, dvisluoksnių (beje, jie yra pastatyti panašiai kaip biologinės membranos), ir pasirodo, kad jie yra simetriški. X, Z ir Y tipų daugiasluoksnės struktūros skiriasi molekulių orientacija substrato atžvilgiu. X ir Z tipų struktūros yra polinės, nes visos molekulės „žiūri“ viena kryptimi (atitinkamai X ir Z tipų uodegos yra į substratą arba nuo substrato). Ryžiai. 3. X ir Z tipų konstrukcijos struktūra atitinka nepoliarinę dvisluoksnę pakuotę, primenančią biologinės membranos įtaisą. Antrąjį metodą pasiūlė Schaefferis, taip pat Langmuiro mokinys. Pagrindas yra orientuotas beveik horizontaliai ir lengvai liečiasi su monosluoksniu, kuris laikomas kietoje fazėje (2b pav.). Vienasluoksnis sluoksnis tiesiog prilimpa prie pagrindo. Kartodami šią operaciją galite gauti X tipo daugiasluoksnį. Fig. 4 parodytas monosluoksnio nusodinimo procesas, kai substratas pakeliamas iš pofazės: hidrofilinės amfifilinių molekulių galvutės „prilimpa“ prie substrato. Jeigu substratas iš oro nusileidžia į pofazę, tai molekulės prie jo „prilimpa“ angliavandenilių uodegėlėmis. ... Įrenginiai filmų gamybai Bendra Langmuir įrengimo blokinė schema 1 - Langmuir vonia; 2 - permatoma sandari dėžutė; Masyvi metalinė pagrindo plokštė; 4 - amortizatoriai; kilnojamas barjeras; 6 - Vilhelmo balansas; 7 - Wilhelmy balanso plokštė; 8 - substratas; 9 - barjero elektrinė pavara (5); - pagrindo elektrinė pavara (8); II - peristaltinis siurblys - ADC / DAC sąsaja su galios stiprintuvais; Asmeninis kompiuteris IBM PC / 486.
Diegimas valdomas per asmeninį kompiuterį naudojant specialią programą. Paviršiaus slėgiui matuoti naudojamas Wilhelmy svarstyklės (vieno sluoksnio paviršiaus slėgis p yra paviršiaus įtempių skirtumas ant švaraus vandens paviršiaus ir paviršiaus, padengto paviršinio aktyvumo monosluoksniu). Tiesą sakant, Vilhelmo balansas matuoja jėgą F = F 1 + F 2, kuria vandenyje sudrėkinta plokštelė įtraukiama į vandenį (žr. 7 pav.). Filtravimo popieriaus gabalas naudojamas kaip sudrėkinta plokštė. Įtampa Wilhelmy balanso išėjime yra tiesiškai susijusi su paviršiaus slėgiu p. Ši įtampa patenka į kompiuteryje įdiegto ADC įvestį. Vienasluoksnis plotas matuojamas naudojant reostatą, kurio įtampos kritimas yra tiesiogiai proporcingas judančio barjero koordinatinei vertei. Signalas iš reostato taip pat tiekiamas į ADC įvestį. Vieno sluoksnio nuosekliam perkėlimui nuo vandens paviršiaus ant kietojo pagrindo, formuojant daugiasluoksnes struktūras, naudojamas mechaninis įtaisas (10), kuris lėtai (keleto mm per minutę greičiu) nuleidžia ir pakelia pagrindą. (8) per vienasluoksnį paviršių. Vieno sluoksnio sluoksnius paeiliui perkeliant į pagrindą, vandens paviršiuje mažėja medžiagos, sudarančios vienasluoksnį sluoksnį, kiekis, o kilnojamasis barjeras (5) juda automatiškai, išlaikydamas pastovų paviršiaus slėgį. Kilnojamoji kliūtis (5) valdoma kompiuteriu, naudojant įtampą, tiekiamą iš DAC išėjimo per galios stiprintuvą į atitinkamą variklį. Pagrindo judėjimas valdomas valdymo pultu, naudojant rankenėles, skirtas grubiai ir sklandžiai reguliuoti pagrindo greitį. Maitinimo įtampa iš maitinimo bloko tiekiama į valdymo pultą, o iš ten per galios stiprintuvą į kėlimo mechanizmo elektros variklį. Automatizuotas diegimas KSV 2000 Langmuir-Blodgett plėvelių gavimo būdas apima daugybę elementarių technologinių operacijų, t.y. elementarus poveikis sistemai iš išorės, dėl ko sistemoje „pofazė – vienasluoksnis – dujos – substratas“ vyksta struktūrą formuojantys procesai, kurie galiausiai nulemia multistruktūrų kokybę ir savybes. Plėvelėms gauti buvo panaudota automatizuota instaliacija KSV 2000. Montavimo schema parodyta pav. aštuoni. Ryžiai. 8. KSV 2000 montavimo schema Simetriška trijų sekcijų tefloninė kiuvetė 2 dedama po apsauginiu dangteliu 1 ant antivibracinio stalo 11, išilgai kurio šonų tefloninės užtvaros juda priešingomis kryptimis 5. Nustatomas paviršiaus slėgis „4 subfazės – dujų“ sąsajoje. elektroniniu paviršinio slėgio jutikliu 6. Valdymo blokas 7 yra prijungtas prie stūmoklinių variklio užtvarų 8 ir užtikrina tam tikro paviršiaus slėgio (nustatyto iš suspaudimo izotermos ir atitinkančio vienasluoksnio sluoksnio tvarkingą būklę) palaikymą perkeliant vienasluoksnį sluoksnį. prie pagrindo paviršiaus. Pagrindas 3 įspaudžiamas į laikiklį tam tikru kampu į pofazės paviršių ir perkeliamas įrenginiu 10 (turinčiu substrato pernešimo tarp kiuvetės sekcijų mechanizmą), naudojant pavarą 9. Prieš technologinį ciklą , subfazės 12 paviršius preliminariai paruošiamas valant siurblio 13 pagalba Instaliacija automatizuota ir aprūpinta kompiuteriu 14. Pagrindinė instaliacijos dalis - tefloninė kiuvetė (vaizdas iš viršaus parodytas pav.). 9) - susideda iš trijų skyrių: dviejų vienodo dydžio įvairių medžiagų purškimui ant pofazės ir vieno mažo švaraus paviršiaus. Pateiktame įrenginyje yra trijų sekcijų kiuvetė, substrato perkėlimo tarp sekcijų mechanizmas ir du nepriklausomi barjerų valdymo kanalai leidžia gauti mišrias Langmuir plėveles, susidedančias iš įvairių medžiagų monosluoksnių. Fig. 10 parodytas vienas iš dviejų identiškų kameros skyrių su paviršiaus slėgio jutikliu ir užtvaromis. Vieno sluoksnio paviršiaus plotas keičiasi dėl kliūčių judėjimo. Užtvarai pagaminti iš teflono ir yra pakankamai sunkūs, kad neleistų monosluoksniui nutekėti po užtvara.
Ryžiai. 10. Ląstelių skyrius Montavimo specifikacijos: Didžiausias pagrindo dydis yra 100 * 100 mm Plėvelės nusodinimo greitis 0,1-85 mm/min Nusodinimo ciklų skaičius 1 ar daugiau Plėvelės džiūvimo laikas cikle 0-10 4 sek Paviršiaus matavimo diapazonas 0-250 mN / m spaudimas Matavimo tikslumas 5 μN / m paviršiaus slėgis Didelio montavimo skyriaus plotas yra 775 * 120 mm Pofazės tūris 5,51 l Pofazės temperatūros reguliavimas 0-60 ° С Barjeros greitis 0,01-800 mm/min 5. Langmuir-Blodgett filmų kokybei įtakos turintys veiksniai
Langmuir-Blodgett plėvelių kokybės faktorius išreiškiamas taip būdas: K = f (K us, K tie, K pav, K ms, Kp), ūsai - matavimo prietaisai; Ktech – technologinis grynumas; Kpav – paviršinio aktyvumo medžiagos, išpurkštos ant pofazės, fizikinė ir cheminė prigimtis; K ms - monosluoksnio fazinė būsena pofazės paviršiuje; Кп - substrato tipas. Pirmieji du veiksniai yra susiję su dizainu ir technologijomis, o kiti - su fiziniais ir cheminiais. Matavimo prietaisai apima pagrindo ir užtvaros judėjimo įtaisus. Reikalavimai jiems formuojant daugiastruktūras yra tokie: Mechaninių vibracijų trūkumas; Mėginio judėjimo greičio pastovumas; Užtvaros judėjimo greičio pastovumas; Aukšto technologinio grynumo lygio palaikymas Pradinių medžiagų grynumo kontrolė (naudojant distiliuotą vandenį kaip subfazės pagrindą, ruošiant paviršinio aktyvumo medžiagų ir elektrolitų tirpalus prieš pat jų naudojimą); Parengiamųjų darbų, tokių kaip ėsdinimas ir substratų plovimas, atlikimas; Preliminarus pofazės paviršiaus valymas; Kvazi uždaro tūrio sukūrimas darbo zonoje; Visus darbus atlikti specializuotoje patalpoje su dirbtiniu klimatu – „švarioje patalpoje“. Veiksnys, lemiantis paviršinio aktyvumo medžiagos fizikinę ir cheminę prigimtį, apibūdina tokias individualias medžiagos savybes kaip: Molekulės struktūra (geometrija), kuri lemia hidrofilinės ir hidrofobinės sąveikos santykį tarp pačios paviršinio aktyvumo medžiagos molekulių ir paviršinio aktyvumo medžiagos bei pofazės molekulių; Paviršinio aktyvumo medžiagų tirpumas vandenyje; Paviršinio aktyvumo medžiagų cheminės savybės Norint gauti aukšto struktūrinio tobulumo plėveles, būtina kontroliuoti šiuos parametrus: paviršiaus įtempimas viename sluoksnyje ir perdavimo koeficientas, apibūdinantis LBF defektų buvimą; aplinkos temperatūra, slėgis ir drėgmė, PH pofazės, Plėvelės nusodinimo greitis Izoterminių sekcijų suspaudimo koeficientas, apibrėžtas taip: kur (S, P) - izotermos tiesinės atkarpos pradžios ir pabaigos koordinatės. 6. Unikalios plėvelių savybės
Daugiasluoksnis yra iš esmės naujas šiuolaikinės fizikos objektas, todėl bet kurios jų savybės (optinės, elektrinės, akustinės ir kt.) yra visiškai neįprastos. Net pačios paprasčiausios struktūros, sudarytos iš identiškų monosluoksnių, turi daugybę unikalių savybių, jau nekalbant apie specialiai sukonstruotus molekulinius mazgus. Kai tik jau žinome, kaip ant kieto pagrindo gauti vienodai orientuotų molekulių monosluoksnį, kyla pagunda prie jo prijungti elektros įtampos šaltinį arba, tarkime, matavimo prietaisą. Tada mes iš tikrųjų prijungiame šiuos įrenginius tiesiai prie atskiros molekulės galų. Dar visai neseniai toks eksperimentas buvo neįmanomas. Vienam sluoksniui gali būti taikomas elektrinis laukas ir galima stebėti medžiagos optinės sugerties juostų poslinkį arba išmatuoti tunelinę srovę išorinėje grandinėje. Įtampos šaltinį prijungus prie vienasluoksnio per porą plėvelinių elektrodų gaunami du labai išraiškingi efektai (11 pav.). Pirma, elektrinis laukas pakeičia molekulės šviesos sugerties juostų padėtį bangos ilgio skalėje. Tai klasikinis Starko efektas (pavadintas garsaus vokiečių fiziko, atradusio jį 1913 m., vardu), tačiau šiuo atveju turintis įdomių bruožų. Esmė ta, kad sugerties juostos poslinkio kryptis, kaip paaiškėjo, priklauso nuo elektrinio lauko vektoriaus abipusės orientacijos ir molekulės vidinio dipolio momento. Ir tai veda prie to: tai pačiai medžiagai ir, be to, ta pačia lauko kryptimi, absorbcijos juosta pasislenka į raudoną sritį X tipo monosluoksnyje ir į mėlyną - Z tipo monosluoksnį. Taigi, juostos poslinkio kryptis gali būti naudojama sprendžiant apie vienasluoksnio sluoksnio dipolių orientaciją. Kokybiškai ši fizinė situacija suprantama, tačiau bandant juostų poslinkius interpretuoti kiekybiškai, kyla įdomiausias klausimas, kaip tiksliai elektrinis laukas pasiskirsto sudėtingoje molekulėje. Starko efekto teorija paremta taškinių atomų ir molekulių prielaida (tai natūralu – juk jų dydžiai yra daug mažesni nei ilgis, kuriuo keičiasi laukas), tačiau čia požiūris turėtų būti kardinaliai kitoks, ir dar nebuvo sukurta. Kitas efektas yra tunelinės srovės tekėjimas per vienasluoksnį sluoksnį (kalbame apie kvantinio-mechaninio elektronų nutekėjimo per potencialų barjerą mechanizmą). Esant žemai temperatūrai, iš tiesų stebima tunelio srovė per Langmuir monosluoksnį. Kiekybinis šio grynai kvantinio reiškinio aiškinimas taip pat turėtų apimti sudėtingą undinėlės molekulės konfigūraciją. O ką gali duoti voltmetro prijungimas prie vienasluoksnio? Pasirodo, tuomet galima stebėti molekulės elektrinių charakteristikų kitimą veikiant išoriniams veiksniams. Pavyzdžiui, monosluoksnio apšvietimą kartais lydi pastebimas krūvio persiskirstymas kiekvienoje molekulėje, sugėrusioje šviesos kvantą. Tai vadinamojo intramolekulinio krūvio perdavimo efektas. Šviesos kvantas tarsi judina elektroną išilgai molekulės, o tai išorinėje grandinėje indukuoja elektros srovę. Taigi voltmetras registruoja intramolekulinį elektroninį fotoprocesą. Intramolekulinį krūvių judėjimą gali sukelti ir temperatūros pasikeitimas. Tokiu atveju pasikeičia suminis monosluoksnio elektrinis dipolio momentas, o išorinėje grandinėje fiksuojama vadinamoji piroelektrinė srovė. Pabrėžiame, kad nė vienas iš aprašytų reiškinių nepastebimas filmuose su atsitiktiniu molekulių pasiskirstymu pagal orientaciją. Langmuir plėvelės gali būti naudojamos šviesos energijos koncentracijos poveikiui kai kuriai pasirinktai molekulei imituoti. Pavyzdžiui, pradiniame žaliųjų augalų fotosintezės etape šviesą sugeria tam tikros rūšies chlorofilo molekulės. Sužadintos molekulės gyvena pakankamai ilgai, o savaiminis sužadinimas gali judėti per tankiai išdėstytas to paties tipo molekules. Šis sužadinimas vadinamas eksitonu. Eksitono „vaikščiojimas“ baigiasi tuo momentu, kai jis patenka į „vilko skylę“, kurios vaidmenį atlieka kito tipo chlorofilo molekulė, turinti šiek tiek mažesnę sužadinimo energiją. Būtent šiai pasirinktai molekulei energija perduodama iš daugelio šviesos sužadintų eksitonų. Iš didelio ploto surinkta šviesos energija sukoncentruojama į mikroskopinį plotą – gaunamas „piltuvas fotonams“. Šis piltuvas gali būti modeliuojamas naudojant šviesą sugeriančių molekulių monosluoksnį, kuriame yra įsiterpę nedidelis skaičius eksitono sulaikančių molekulių. Užfiksavus eksitoną, gaudyklės molekulė skleidžia šviesą su jai būdingu spektru. Toks monosluoksnis parodytas fig. 12a. Apšviestas galima stebėti abiejų molekulių – šviesos sugertuvių ir molekulių – eksitonų pertraukėjų – liuminescenciją. Abiejų tipų molekulių liuminescencijos juostų intensyvumas yra maždaug vienodas (12b pav.), nors jų skaičius skiriasi 2 ... 3 dydžiais. Tai įrodo, kad egzistuoja energijos koncentracijos mechanizmas, tai yra fotonų piltuvo efektas. Šiandien mokslinėje literatūroje aktyviai diskutuojama apie klausimą: ar įmanoma pagaminti dvimačius magnetus? O fizine prasme kalbame apie tai, ar yra esminė galimybė, kad molekulinių magnetinių momentų, esančių toje pačioje plokštumoje, sąveika sukels spontanišką įmagnetėjimą. Šiai problemai išspręsti pereinamųjų metalų (pavyzdžiui, mangano) atomai įvedami į amfifilines undinės molekules, o tada Blodgetto metodu gaunami monosluoksniai ir tiriamos jų magnetinės savybės žemoje temperatūroje. Pirmieji rezultatai rodo feromagnetinio išdėstymo galimybę dvimatėse sistemose. Ir dar vienas pavyzdys, parodantis neįprastas Langmuir filmų fizines savybes. Pasirodo, molekuliniu lygmeniu galima perkelti informaciją iš vieno monosluoksnio į kitą, gretimą. Po to gretimas monosluoksnis gali būti atskirtas ir taip galima gauti kopiją to, kas buvo „įrašyta“ pirmame viename sluoksnyje. Tai daroma taip. Tarkime, pavyzdžiui, Blodgetto metodu gavome monosluoksnį tokių molekulių, kurios gali poruotis – dimerizuotis – veikiamos išorinių veiksnių, pavyzdžiui, elektronų pluošto (13 pav.). Nesuporuotas molekules laikysime nuliais, o suporuotas – dvejetainio informacijos kodo vienetais. Su šiais nuliais ir vienetais galima, pavyzdžiui, rašyti optiškai skaitomą tekstą, nes nesuporuotos ir suporuotos molekulės turi skirtingas sugerties juostas. Dabar ant šio monosluoksnio, naudodami Blodgett metodą, pritaikysime antrąjį monosluoksnį. Tuomet dėl tarpmolekulinės sąveikos ypatumų molekulių poros pritraukia lygiai tokias pačias poras, o vienišoms – vienišoms. Šio „pomėgių klubo“ darbo rezultatas – informacinis paveikslas bus pakartotas antrajame monosluoksnyje. Atskyrus viršutinį monosluoksnį nuo apatinio, galima gauti kopiją. Šis kopijavimo procesas yra gana panašus į informacijos atkartojimo iš DNR molekulių – genetinio kodo saugotojų – procesą į RNR molekules, kurios informaciją neša į baltymų sintezės vietą gyvų organizmų ląstelėse. Išvada
Kodėl LB metodas dar nėra plačiai taikomas? Nes iš pažiūros akivaizdaus kelio yra spąstų. LB technika išoriškai paprasta ir pigi (ypač didelis vakuumas, aukšta temperatūra ir pan.), tačiau iš pradžių reikia didelių išlaidų norint sukurti ypač švarias patalpas, nes bet kokia dulkių dėmė, nusėdusi net ant vieno iš heterostruktūros monosluoksnių. yra nepataisomas defektas.... Vieno sluoksnio polimerinės medžiagos struktūra, kaip paaiškėjo, labai priklauso nuo tirpiklio, kuriame tirpalas ruošiamas naudoti vonioje, tipo. Dabar jau suprasta, kokiais principais vadovaujantis galima planuoti ir vykdyti nanostruktūrų projektavimą ir gamybą naudojant Langmuir technologiją. Tačiau reikalingi nauji metodai jau pagamintų nanoprietaisų charakteristikoms tirti. Todėl daugiau pažangos nanostruktūrų projektavimo, gamybos ir surinkimo srityje galėsime tik tada, kai giliau suprasime dėsnius, reglamentuojančius tokių medžiagų fizikines ir chemines savybes bei jų struktūrinį kondicionavimą. LB plėvelėms tirti tradiciškai naudojama rentgeno ir neutronų reflektometrija bei elektronų difrakcija. Tačiau difrakcijos duomenys visada apskaičiuojami pagal plotą, į kurį sufokusuotas spinduliuotės spindulys. Todėl šiuo metu juos papildo atominė jėga ir elektroninė mikroskopija. Galiausiai, naujausi struktūrinių tyrimų pasiekimai yra susiję su sinchrotroninių šaltinių paleidimu. Pradėtos kurti stotys, kuriose jungiama LB vonia ir rentgeno difraktometras, dėl kurių vienasluoksnių sluoksnių struktūra gali būti tiriama tiesiogiai formuojantis vandens paviršiuje. Nanomokslas ir nanotechnologijų plėtra vis dar yra ankstyvoje vystymosi stadijoje, tačiau jų perspektyvos yra plačios, tyrimų metodai nuolat tobulinami, o laukiantys darbai nėra atviri. Literatūra monosluoksnis filmas langmuir bloggett 1. Blinovas L.M. „Langmuir mono ir daugiamolekulinių struktūrų fizinės savybės ir pritaikymas“. Chemijos pažanga. t.52, Nr.8, p. 1263 ... 1300, 1983 m. 2. Blinovas L.M. „Langmuir Films“ Uspekhi fizicheskikh nauk, t. 155, Nr. 3 p. 443 ... 480, 1988 m. 3. Savon I.E. Baigiamasis darbas // Langmuir plėvelių savybių tyrimas ir jų paruošimas. Maskva 2010 6-14 p -- [ Puslapis 1 ] -- Kaip rankraštis Specialybė: 04/01/18 - kristalografija, kristalų fizika Disertacija fizikos ir matematikos mokslų daktaro laipsniui gauti Maskva 2012 www.sp-department.ru Darbas buvo atliktas Federalinėje valstybinėje biudžetinėje aukštojo profesinio mokymo įstaigoje „Ivanovo valstybinis universitetas“. Oficialūs varžovai: Ostrovskis Borisas Isaakovičius, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, Federalinė valstybės biudžetinė mokslo įstaiga Kristalografijos instituto vardu A.V. Šubnikovas iš Rusijos mokslų akademijos, Skystųjų kristalų laboratorijos vadovaujantis mokslo darbuotojas Artiomas Konstantinovičius Dadivanjanas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, federalinės valstybinės biudžetinės aukštojo profesinio mokymo įstaigos „Maskvos valstybinis regioninis universitetas“ profesorius, Teorinės katedros profesorius. Fizika Chvalunas Sergejus Nikolajevičius, chemijos mokslų daktaras, Rusijos Federacijos valstybinis mokslo centras „Fizikos ir chemijos mokslinių tyrimų institutas, pavadintas L. Ya. Karpova “, Polimerų konstrukcijų laboratorijos vedėja Vadovaujanti organizacija: FSUE „Fizikinių problemų mokslinio tyrimo institutas, pavadintas F.V. Lukina “, Zelenogradas Gynimas vyks 2012 m., min. disertacijos tarybos posėdyje D 002.114.01 Federalinės valstybės biudžetinės mokslo įstaigos Kristalografijos institute. A.V. Šubnikovo Rusijos mokslų akademija adresu 119333 Maskva, Leninsky pr., 59, konferencijų salė Disertaciją galima rasti Federalinės valstybės biudžetinės mokslo įstaigos Kristalografijos instituto bibliotekoje. A.V. Šubnikovas iš Rusijos mokslų akademijos. Disertacijos tarybos mokslinis sekretorius, fizinių ir matematikos mokslų kandidatas V.M. Kanevsky www.sp-department.ru BENDRAS DARBO APRAŠYMAS Svarbu ištirti jų elgesio ypatumus įvairiomis sąlygomis, stabilizavimo galimybę išlaikant labilumą tam tikrose ribose ir kt. Struktūros tyrimas yra būtina grandis tiriant bet kokias medžiagas, nes jų savybes galima nustatyti skirtingais hierarchijos struktūriniais lygiais: molekuliniu, supramolekuliniu, makroskopiniu. Sprendžiant struktūrines problemas, labiausiai informatyvūs yra difrakcijos metodai, o ypač rentgeno struktūrinė analizė. Tačiau dėl LC rentgeno spindulių difrakcijos spektrų specifiškumo (mažas atspindžių skaičius, kai kurie iš jų, o kai kuriais atvejais ir visi gali būti difuziniai), tiesioginiai kristaliniams objektams sukurti struktūros nustatymo metodai yra neveiksmingi. . Esant tokiai situacijai, daug žadantis yra pavyzdinis požiūris į tūrinių skystųjų kristalų objektų ir plėvelių difrakcijos spektrų interpretaciją, pagrįstą mezogeninėmis molekulėmis, o naujų metodų ir požiūrių kūrimas tokių sistemų struktūrinėms problemoms spręsti yra svarbus. ir skubi problema. Tikslai ir užduotys dirbti. Šio darbo tikslai – nustatyti birių mėginių ir LB plėvelių struktūrų koreliaciją, pagrįstą įvairaus pobūdžio mezogeninėmis molekulėmis ir ištirti galimybes, naudojant LB technologiją, gauti stabilias kvazi-dviejų dimensijų funkciškai aktyvių plėvelių sistemas su duota architektūra. Numatytų tikslų įgyvendinimas įgyvendinamas sprendžiant užduotis, susijusias su: 1) su skystųjų kristalų objektų (įskaitant polimerinių skystųjų kristalų) orientavimo tūrio ir plėvelės būsenos metodais struktūriniams tyrimams ir šių metodų įgyvendinimui prietaiso lygiu; 2) nagrinėjant skystųjų kristalų fazių struktūrą statistiniais modeliais, kuriuose atsižvelgiama į struktūros transliacinius sutrikimus, ir struktūriniu modeliavimu sluoksniuotoms sistemoms tiriant skystųjų kristalų fazes ir LB plėveles; 3) su dirbtinai suformuotų kvazi-dvimačių plėvelių sistemų stabilizavimu; 4) chiralinių LC ir LB plėvelių polinių savybių prognozavimas jomis remiantis difrakcijos duomenimis; 5) formuojant stabilias daugiasluoksnes struktūras su izoliuotais transportavimo kanalais, pagrįstus mezogeninėmis jonoforų molekulėmis; 6) su magnetiškai ir elektra orientuotų lantanidų mezogeninių kompleksų temperatūros elgsenos tyrimu; 7) atsižvelgiant į plūduriuojančių sluoksnių, pagrįstų metalų kompleksais, susidarymą esant magnetiniam laukui, įskaitant „svečio-šeimininko“ sistemas, ir jų panaudojimą kuriant makroskopiškai dviašes LB plėveles. Mokslinė naujovė 1. Sukurtas modelinis metodas smektikos ir LB plėvelių sluoksnio struktūrai nustatyti iš mažo kampo sklaidos duomenų, paremtas struktūrą formuojančio fragmento programiniu modeliavimu ir gautų atominių koordinačių matricų panaudojimu tarpsluoksnių difrakcijai su vėlesnis konstrukcinio modelio pritaikymas keičiant pagrindinius parametrus (nuolydis, azimutinis kampas, sluoksnių persidengimas, konformacija). 2. Lygiagretūs birių mėginių, plūduriuojančių sluoksnių ir LB plėvelių, kurių pagrindą sudaro įvairių tipų mezogenai, tyrimai leido nustatyti tūrinių ir plėvelių struktūrų koreliacijas bei parodyti susidariusios daugiasluoksnės plėvelės struktūros priklausomybę nuo konformacinių transformacijų viename sluoksnyje. jo perkėlimas į substratą. 3. Parodyta galimybė iš UV polimerizuotų mezogeninių chiralinių ir achiralinių akrilatų ir jų mišinių monosluoksnių gauti stabilias poliarinės struktūros ir atitinkamų savybių LB plėveles ir šio metodo pranašumas prieš daugiasluoksnių LB plėvelių akrilatų pagrindu polimerizaciją UV spinduliais; kai UV polimerizacijos mechanizmas gali nesuveikti dėl C = C ryšių patikrinimo, kai molekulių galiniai fragmentai gretimuose sluoksniuose persidengia. 4. Įrodyta, kad aktyvių vandenilinių jungčių formavimosi grupių įvedimas į parapakeistų vainiko eterių struktūrą reikšmingai paveikia kristalinės fazės struktūrą ir gali būti naudojamas stabilizuoti beveik dvimatę plėvelės struktūrą. LB filmai. 5. Įrodyta, kad nesočiųjų rūgščių druskų subfazėse gautos mezogeninių vainiko eterių LB plėvelės turi beveik dvimatę struktūrą, o į sluoksnius reguliariai įtraukiamos druskos molekulės. 6. Buvo atrastas dviejų fazių skystųjų kristalų disprozio komplekso elgesys, stimuliuojamas magnetinio lauko. 7. Mezogeninių lantanidų kompleksų Langmuir monosluoksniuose buvo atrastas magnetinio lauko orientacinis efektas ir jų pagrindu gautos dviašės tekstūros LB plėvelės, įskaitant ir svečio-šeimininko sistemoje. Praktinė reikšmė
1. Sukurtais difrakcijos metodais galima tirti naujų skystųjų kristalų junginių ir jų pagrindu susidariusių plonų daugiasluoksnių plėvelių struktūrą. 2. Kvazi-dviejų dimensijų plėvelių struktūrų stabilizavimo rezultatai gali būti pritaikyti, pavyzdžiui, kuriant nanomastelio plėvelės funkcinius elementus. 3. Chiralinių skystųjų kristalų junginių tūrinių mėginių ir LB plėvelių struktūrinių tyrimų rezultatai gali būti naudingi kuriant naujas feroelektrines plėveles. 5. Atrastas dvifazis lantanido kompleksų elgesys, orientuotas magnetiniu lauku skystoje kristalinėje būsenoje, suteikia papildomų galimybių kontroliuoti šių junginių struktūrą ir gali būti panaudotas kuriant, pavyzdžiui, magnetinius vartus. 6. Parodyta, kad naudojant lantanido kompleksus, kaip magnetiniu būdu valdomus elementus plūduriuojančiame sluoksnyje, galima gauti dviašius LB plėveles, įskaitant plėveles su nanoskalės laidžiais kanalais su tam tikra azimutaline orientacija sluoksnyje. Gynybos nuostatos Tūrinių ir plėvelinių LC sistemų difrakcijos tyrimų metodiniai metodai, pagrįsti statistiniu aprašymu ir kompiuteriniu jų struktūros modeliavimu. Monomerinių ir polimerinių sistemų, pagrįstų įvairaus pobūdžio mezogenais, tūrinių fazių ir LB plėvelių struktūros (struktūrinių modelių) tyrimų rezultatai. Metodiniai metodai stabilioms beveik dvimačio plėvelės struktūroms gauti (įskaitant stabilizavimą). Kvazi dvimatės plėvelės struktūros feroelektrinio elgesio prognozavimo rezultatai, pagrįsti mažo kampo rentgeno sklaidos duomenų analize ir struktūriniu modeliavimu. LB plėvelių, pagrįstų mezogeniniais vainiko eteriais ir jų kompleksais su riebalų rūgščių druskomis, struktūrinių tyrimų rezultatai. Lantanidų ir jų pagrindu sukurtų LB plėvelių orientuotų kompleksų struktūrinių fazių virsmų LC fazėse tyrimų rezultatai. Metodologiniai metodai ir rezultatai dviašėms LB plėvelėms gauti. Darbo aprobavimas Darbo rezultatai pristatyti IV (Tbilisis, 1981) ir V (Odesa, 1983) Tarptautinėse socialistinių šalių konferencijose apie skystuosius kristalus; IV, V (Ivanovo, 1977, 1985) ir VI (Černigovas, 1988) visos sąjungos konferencijos apie skystuosius kristalus ir jų praktinį panaudojimą; Europos skystųjų kristalų vasaros konferencija (Vilnius, Lietuva, 1991); III visos Rusijos simpoziumas apie skystųjų kristalų polimerus (Černogolovka, 1995); 7-oji (Italija, Ankona, 1995) ir 8-oji (Asilomar, Kalifornija, JAV, 1997) tarptautinės organizuotų molekulinių filmų konferencijos; II tarptautinis simpoziumas „Molekulinė tvarka ir mobilumas polimerų sistemose“ (Sankt Peterburgas, 1996), 15 (Budapeštas, Vengrija, 1994), 16 (Kentas, Ohajas, JAV, 1996), 17 (Strasbūras, Prancūzija, 1998) ir 18-oji (Sindajus, Japonija, 2000) tarptautinės skystųjų kristalų konferencijos; 3-oji Europos molekulinės elektronikos konferencija (Leuven, Belgija, 1996); Europos žiemos konferencija dėl skystųjų kristalų (Lenkija, Zakopanė, 1997); I tarptautinė mokslinė ir techninė konferencija „Žmogaus ir gamtos ekologija“ (Ivanovo, 1997); 6-oji (Brestas, Prancūzija, 1997 m.) ir 7-oji (Darmštatas, Vokietija, 1999 m.) Tarptautinės konferencijos apie feroelektrinius skystuosius kristalus; IX tarptautinis simpoziumas „Plonos plėvelės elektrotechnikoje“ (Ples, Rusija, 1998); I visos Rusijos konferencija „Paviršiaus chemija ir nanotechnologijos“ (Sankt Peterburgas – Khilovo, 1999); III visos Rusijos mokslinė konferencija „Nepusiausvyros sistemų molekulinė fizika“ (Ivanovo, 2001); II tarptautinis simpoziumas „Molecular Design and Synthesis of Supramolecular Architectures“ (Kazanė, Rusija, 2002); Europos medžiagų tyrimų draugijos pavasario konferencijos (Strasbūras, Prancūzija, 2004 ir 2005 m.); VI, VII ir VIII nacionalinės konferencijos dėl rentgeno, sinchrotroninės spinduliuotės, neutronų ir elektronų taikymo medžiagų tyrimams (Maskva, Rusija 2007, 2009, 2011); V tarptautinė mokslinė konferencija „Kristalizacijos kinetika ir mechanizmas. Kristalizacija nanotechnologijoms, technologijoms ir medicinai “(Ivanovo, Rusija 2008); III, IV, V ir VII tarptautinės liotropinių skystųjų kristalų konferencijos (Ivanovo, Rusija, 1997, 2000, 2003 ir 2009 m.). Asmeninis indėlis Pareiškėjas Pareiškėjui tenka pagrindinis vaidmuo parenkant sritis, kurios yra pristatomo darbo objektas, nustatant uždavinius ir rengiant metodinius jų sprendimo būdus, nustatant eksperimentus (įskaitant projektavimo darbus) ir skaičiavimus. Pagrindinius eksperimentinių tyrimų rezultatus, įtrauktus į darbą, pareiškėjas gavo asmeniškai arba jam tiesiogiai dalyvaujant, o tai atsispindėjo bendrose publikacijose su T. V. Paškova ir jo absolventai V.M. Dronovas, A.V. Kurnosovas, A.V. Krasnovas, A.V. Pyatunin ir jų apgintose daktaro disertacijose. Publikacijos Disertacijos tema paskelbtas 41 straipsnis (iš jų 15 recenzuojamuose užsienio žurnaluose ir 19 straipsnių mokslo žurnaluose pagal Aukštosios atestacijos komisijos sąrašą), gautas išradėjo pažymėjimas (publikacijų sąrašas pateikiamas el. santraukos pabaiga). Darbo struktūra ir apimtis Disertaciją sudaro įvadas, šeši skyriai ir cituotų literatūros sąrašas. Bendra disertacijos apimtis – 450 puslapių, iš kurių 188 paveikslai, 68 lentelės ir 525 pavadinimų bibliografinis sąrašas. Pagrindinis darbo turinys Įvade atskleidžiamas temos aktualumas, formuluojami darbo tikslai ir pagrindiniai uždaviniai, rezultatų mokslinis naujumas ir praktinė reikšmė, pagrindinės gynimo nuostatos. 1 skyriuje pateikiamos bendros idėjos apie pagrindinius reguliariai organizuotų objektų struktūros tyrimo metodus (1.1 skyrius) ir nagrinėjamos problemos, kylančios pereinant nuo kristalinių struktūrų prie sumažinto matmens struktūrų – skystųjų kristalų (LC) ir beveik dvimačių struktūrų. filmai. Skystųjų kristalų struktūros tyrimo darbų atsiradimas, kai struktūriniai duomenys gauti taikant išsklaidyto intensyvumo Furjė transformaciją, siejama su B.K. vardais. Weinsteinas ir I.G. Čistjakovas. Pagrindinę tyrimo priemonę pasiūlė B.K. Weinstein, tarpatominių atstumų funkcijos sistemoms su makroskopine cilindrine simetrija. Šis metodas buvo toliau plėtojamas pradėjus naudoti molekulinės savaiminės konvoliucijos koncepciją analizuojant daugelio polimerinių skystųjų kristalų sistemų ir plonų anizotropinių plėvelių Patersono žemėlapius. Sunkumai, kylantys tiesiogiai nustatant skystųjų kristalų struktūrą, pradėjo tyrimus, pagrįstus modeliu sistemų, kurių transliacijos tvarka pažeista, aprašymu. Kalbant apie Hosemann parakristalo modelį, buvo nagrinėjama pagrindinių skystųjų kristalų fazių struktūra ir atlikta jų klasifikacija pagal vyraujantį transliacijos tvarkos pažeidimų tipą. Fonck klasterio modelis taip pat gali būti laikomas vienu iš galimybių analizuoti sistemas su įvairių tipų trikdžiais, kur įvedama koreliacijos funkcija, apibūdinanti lokalinius elektronų tankio svyravimus, todėl tai įmanoma (kaip Hosemanno modelio atveju). ) įvertinti artimųjų (šiurkštumo) ir tolimų (iškraipymo ilgio) pažeidimų dydį.tvarka. Daugelio skystųjų kristalų polimerų rentgeno duomenys buvo interpretuojami pagal šį modelį. Pastarąjį dešimtmetį paviršių ir plonų plokščių plėvelių struktūrai tirti pradėtas taikyti reflektometrijos metodas. Čia į sąsają krentančios plokštumos bangos sklaida atsižvelgiama į makroskopinį lūžio rodiklį, kuris apibūdina vidutines spinduliuotės savybes abiejose sąsajos pusėse. Plokščiojo sluoksnio atspindį galima apskaičiuoti dinaminės matricos metodu (Parrato algoritmas) arba kinematinės aproksimacijos būdu (Borno aproksimacija). Nevienodo tankio sluoksnio atveju, įvedant makroskopinį ar mikroskopinį šiurkštumą, bandoma atsižvelgti į pereinamųjų zonų egzistavimą ir taip priartinti modelį prie realių sistemų. Refleksometrinio eksperimento metu atspindžiui gauti mažo kampo rentgeno difrakcijos modeliai gali būti interpretuojami kaip paprastos difraktogramos, kurios pasirodė labai informatyvios tiriant riebalų rūgščių druskų, lipidų liomezofazių ir lipidų-baltymų sistemų LB plėveles. Tačiau didelis atspindžių skaičius tarpsluoksnės difrakcijos metu visiškai nebūdingas termotropinėms skystųjų kristalų sistemoms ir LB plėvelėms, susidariusioms iš mezogeninių molekulių, todėl Furjė sintezė tokiais atvejais neužtikrina reikiamos skiriamosios gebos, o modeliuojant reikia sudėtingo profilio sluoksnio elektronų tankis. Skystųjų kristalų objektų difrakcijos tyrime esminė jų makroskopinės orientacijos galimybė: magnetiniai ir elektriniai laukai, įtempimas, šlyties deformacija, srautas, substrato paviršius ir laisvasis bandinio paviršius. Paprastai, naudojant šiuos metodus, makroskopiškai nurodoma vienaašė orientacija, tačiau dviašėi orientacijai būtina naudoti metodų derinį. Kaitinant pavienius kristalus, galima gauti labai orientuotus (vieno domeno) skystųjų kristalų mėginius. Apribojimai čia gali būti dėl sudėtingumo ir dažnai dėl to, kad neįmanoma gauti vieno kristalo, tinkamo rentgeno fotografijai. Sec. Apžvalgos 1.2 skyrius yra skirtas polinių skystųjų kristalų struktūrai ir savybėms. Nagrinėjamos elektrinės poliarizacijos Ps atsiradimo LC priežastys: dėl nehomogeninės orientacinės nukreipiančiojo lauko n (r) deformacijos, kai nėra elektrinio lauko - fleksoelektrinis efektas, vienodai deformuojantis. kristalas – pjezoelektrinis efektas, spontaniškai pasikeitus temperatūrai – piroelektrinis efektas. Iki šiol nebuvo įmanoma aptikti vienaašių LC, turinčių išskirtinai kvadrupolio simetriją, kurią sukelia feroelektrinės smektinės A fazės nestabilumas. Tačiau yra ir kitų būdų, kaip realizuoti polinę būseną LC. Smektinėje C fazėje smektinių sluoksnių simetrija gali būti sumažinta iki m grupės dėl achiralinių molekulių galvučių ir standžių perfluorintų uodegų išsidėstymo simetrijos arba iki 2 grupės dėl chiralinių molekulių naudojimo. Už perėjimą į pasvirusią smektinę C * fazę (pagal Pikin ir Indenbom pasiūlytą fenomenologinę teoriją) atsakingi skystųjų kristalų orientaciniai laisvės laipsniai, o poliarizacija yra pjezoelektrinio ir fleksoelektrinio poveikio skystajame kristale pasekmė. . Sumažinus laisvąją smektiko C energiją poliarizacijos atžvilgiu, gaunamas vektoriaus P spiralinis pasiskirstymas tūryje, kuris, esant statmenai spiralės ašiai veikiančiam elektriniam laukui, yra orientuotas į lauko kryptį. . Kai smektinis sraigtasparnis C * yra iškraipytas išoriniame elektriniame lauke, reikėtų atskirti azimutinio kampo (z, E) pasiskirstymo sutrikimą - o (z) esant vienodam molekulių o pasvirimo kampo pasiskirstymui išilgai z ašis ir periodinis molekulių pasvirimo kampo trikdymas (z, E) = o + 1 (z, E) sraigtasparnio p0 netrukdomajam periodui. Dėl pjezoelektrinio efekto abi šios deformacijos prisideda prie makroskopinės terpės poliarizacijos. Flekso efektas gali sukelti makroskopinę C * fazės poliarizaciją tik tada, kai atsiranda periodinių molekulių pasvirimo kampo perturbacijų, veikiančių lauką. Aukščiau pateiktos smektinės C (C *) fazės struktūros ir savybių sampratos netiesiogiai kilo iš to, kad fazinio virsmo metu molekulių konformacijos nekinta, tačiau modelis, kuriame pasirodo alifatinių molekulių grandinių nuolydis. būti žymiai mažesnis už standžių centrinių dalių nuolydį, leidžia paaiškinti Ps sumažėjimą alkilo grandinės ilgio padidėjimu dėl efektyvaus molekulių pasvirimo kampo sumažėjimo. Taigi, feroelektrumas Sm – C * turi netinkamą pobūdį, o poliarizacijos atsiradimas yra orientacinės deformacijos, kurią sukelia molekulių pasvirimas, nukreipimo lauko erdvinis nehomogeniškumas ir LC molekulių konformacinės būsenos pokyčių, pasekmė. Likusi apžvalgos dalis (1.3 skirsnis) skirta LB plėvelių paruošimui ir struktūrai, įskaitant vienasluoksnių sluoksnių susidarymą ir fazių būsenas skysčio ir dujų sąsajoje, perdavimo būdus, struktūrinius plėvelių tipus, heteromolekulinius monosluoksnius ir supergardeles bei polinius sluoksnius. filmai. Pastarosios yra svarbios praktinio pritaikymo požiūriu, daugiausia dėmesio skiriant jų galimoms piro- arba feroelektrinėms savybėms, ir gali būti suformuotos Schaeferio metodu iš labai suspausto polinio monosluoksnio arba iš skirtingų molekulių kintamų monosluoksnių. Reikia pažymėti, kad bet kuriuo atveju suformuota plėvelė neturi turėti termodinaminės pusiausvyros struktūros. Lyginant su monomerinėmis plėvelėmis, polimerinės LB plėvelės turėtų turėti žymiai stabilesnę struktūrą. Vienasluoksnių sluoksnių polimerizacijos vandens ir oro sąsajoje atvejams nagrinėjama monomerinių molekulių cheminės struktūros ir polimerizacijos sąlygų įtaka vienasluoksnio sluoksnio stabilumui. Polimerizuojant LB plėveles ar nuosekliai ant pagrindo nusodintus monosluoksnius, struktūriniai pokyčiai taip pat priklauso nuo daugelio parametrų: nusodinimo sąlygų, polireakcijos zonos dydžio, pradinės struktūros tipo ir monomero cheminės struktūros. Iš polimero molekulių suformuotų vienasluoksnių sluoksnių savybės priklauso nuo polimero tipo, molekulinės masės, kopolimero komponentų struktūros, lanksčių jungčių buvimo ir polimero fragmentų konformacinės būsenos. Taigi, monosluoksnio stabilumas ir homogeniškumas yra susijęs su polimero molekulių plitimu ant pofazės paviršiaus, o tai savo ruožtu priklauso nuo polimero grandinės lankstumo ir pagrindinės ir šoninės grandinės polimero fragmentų sanglaudos. . Šoninių grandinių alifatinių fragmentų ilgio padidėjimas (pradedant nuo C16) lemia jų kristalizaciją. Sec. 1.4 yra skirtas bendroms idėjoms apie vainiko eterių, kaip kompleksą sudarončių junginių, struktūrą ir jų savybes organizuotose sistemose sąsajoje. Jonams jungiantis susidarantys metalų kompleksai yra kuo stabilesni, tuo mažiau skiriasi geometriniai katijonų dydžiai ir makrociklų ertmės. Reikėtų pažymėti, kad deguonies makrociklai taip pat gali sudaryti intramolekulinius vandenilio ryšius su kai kuriais periferiniais protonų donorų fragmentais. „Kietiems“ vainikiniams eteriams (dibenzo-18 karūna-6) būdingas nedidelis makrociklo ertmės dydžio ir molekulės simetrijos pokytis metalų kompleksuose, o „lankstiesiems“ vainiko eteriams (dibenzo-24 karūna) -8) - konformacinė įvairovė. Tačiau analizuojant kompleksų susidarymo procesus patartina atsižvelgti ir į kitus veiksnius: tirpiklio, anijono ir pakaitų karūniniuose eteriuose pobūdį. Nepakeisti makrocikliniai junginiai, kaip taisyklė, nesudaro stabilių monosluoksnių, nes nėra pusiausvyros tarp hidrofilinės ir hidrofobinės molekulės dalių. Pakeistų makrociklų atveju nėra sutarimo dėl fazių perėjimo mechanizmo tokiose sistemose. Fazės perėjimas iš išsiplėtusios skysčio į kondensuotą būseną atitinka izotermos ekstremumo atsiradimą, kuris, esant mažesniam suspaudimo greičiui, turėtų virsti plokščiakalniu. Selektyvumo tvarka makrociklinių junginių monosluoksniuose kompleksuojančių jonų aibės atžvilgiu ne visada atitinka tą, kuri yra tirpaluose. Vieno sluoksnio ir vainikinių eterių LB plėvelių tyrimo perspektyva siejama su „svečio-šeimininko“ tipo sąveikos selektyvumu ir galimybe nukreipti susidariusią sistemą, kuri gali būti panaudota kuriant funkciškai aktyvius plėvelės elementus. . skystųjų kristalų metalų kompleksai. Pirmuosius lazdeles primenančius lantanoidinius metalomezogenus susintetino ir aprašė Yu.G. Galyametdinovas. Šio tipo kompleksų rentgeno struktūriniai tyrimai parodė, kad jų struktūra yra tokia pati, bent jau vidurinėje lantanido grupės elementų dalyje. Artimiausią metalo atomo aplinką sudaro trys deguonies atomai, neutralūs ligandai, pagrįsti Šifo bazėmis, ir šeši nitratų grupių deguonies atomai. Koordinavimo daugiakampis yra iškreipta kvadratinė antiprizmė. Lantanido mezogenų mezomorfinės savybės visų pirma priklauso nuo tokių parametrų kaip: metalo kompleksą sudarončio agento tipas, ligandų alkilo grandinių ilgis, ligando ir anijono tipas, kuriuos keičiant galima žymiai sumažinti. fazių virsmų temperatūras ir kompleksų smektinių fazių klampumą. Mezofazės orientacinis valdymas magnetiniu lauku priklauso nuo terpės magnetinės anizotropijos dydžio. Orientacinis sukimo momentas, veikiantis LC lauke ГМ ~ Н2. Kadangi kai kurių lantanido mezofazių reikšmės kelis šimtus kartų viršija įprastų diamagnetinių ir paramagnetinių LC anizotropiją, orientacinius efektus galima pastebėti žymiai mažesniuose magnetiniuose laukuose. Anksčiau lantanido kompleksų, kuriuose yra įvairios prigimties išorinės aplinkos jonų (Cl, NO3, SO4CnH2n + 1), tyrimai buvo atliekami tik tūrinėje būsenoje, tačiau modelių skaičiavimai nebuvo atlikti, o temperatūros elgsena su lauko efekto kitimais. nebuvo tiriamas. Taip pat nebuvo ištirtos taisyklingų plėvelių struktūrų formavimo iš šių kompleksų galimybės ir jų orientacinės galimybės valdyti Langmuir sluoksnių anizotropiją. 2 skyriuje pateikiami įrenginių ir metodų (įskaitant skaičiavimus), sukurtų orientuoti ir tirti birių LC junginių ir jų pagrindu suformuotų plėvelių mėginių struktūrą, aprašymai. Objekto struktūrinių parametrų koreliacijos nustatymas su orientacinio poveikio mechanizmu suteikia papildomos informacijos apie jo struktūros elgseną veikiant išoriniams poveikiams ir tikslingo modifikavimo galimybę. Iš šių samprotavimų struktūriniams tyrimams buvo sukurtas instrumentinis kompleksas, leidžiantis įvairiais metodais orientuoti skystųjų kristalų junginius ir atlikti jų rentgeno fotografiją in situ (2.1 skyrius). Kompleksas pastatytas URS-2.0 rentgeno bloko pagrindu ir apima: magnetinę kamerą su temperatūros elementu ir įmontuotu polimerų mėginių ištempimo mechanizmu, universalią rentgeno kamerą URK-3 su priedais, sukurtais tai leidžia kaitinti ir orientuoti LC mėginius elektriniais laukais, srautu ir nuolatine šlyties deformacija. Išsklaidytas intensyvumas gali būti fiksuojamas ant plokščios (ar cilindrinės) fotojuostos arba naudojant linijinį koordinačių detektorių RKD-1, kai jis sumontuotas vietoj juostos kasetės. Naudojant nepertraukiamus kolimatorius su apvaliomis angomis ir dideliais pagrindo atstumais, gaunamas gana mažas spindulio nuokrypis (ne daugiau kaip 1 · 10-3), galimybė registruoti didelius periodus (iki 100) ir nereikia įvesti kolimacijos pataisų. Norėdami registruoti sklaidą pagal Langmuir-Blodgett filmus, KRM-1 rentgeno kamera su įmontuotu koordinačių detektoriumi RKDrev. 2.2). LB plėvelių rentgeno fotografavimas buvo atliktas fiksuotose substrato padėtyse, kai yra gražūs kampai, todėl buvo galima įrašyti difrakcijos modelį, nuosekliai didinant kiekvieno atskiro atspindžio intensyvumą. Rentgeno fotografijai buvo naudojama filtruota (Ni filtras) CuK spinduliuotė. Poveikis, susijęs su nepertraukiamo spektro spinduliuotės komponentu, buvo atskleistas rentgeno spindulių fotografija esant įvairiai aukštai įtampai. Kai kuriais atvejais šiam komponentui filtruoti buvo naudojamas Ni ir Co filtrų derinys. LB plėvelių sandaros tyrimas taip pat buvo atliktas naudojant EMV-100L transmisijos elektronų mikroskopą dirbant elektronų difrakcijos režimu ir P4 NT-MDT skenuojamojo zondo mikroskopą atominės jėgos režimu. Rentgeno spindulių ir elektronų difrakcijos modelių apdorojimas buvo atliktas automatizuotame densitometriniame komplekse, kuris leidžia kompiuteriu apdoroti densitogramas. Kompleksas surenkamas mikrofotometro MF-2 pagrindu, aprūpintas stalo pavara, poslinkio skaleriu ir įrašymo sistema iš DP 1M densitometro. Instrumentinio pluošto divergencija buvo nustatyta iš stambiagrūdžio polikristalinio mėginio atspindžių pločio. Atsižvelgiant į jos apytikslę funkciją, buvo naudojama Gauso funkcija. Vertinant skystųjų kristalinių junginių struktūrą, iš atspindžių radialinės difrakcijos pločio apskaičiuoti parakristaliniai pažeidimai g1 (ilgojo nuotolio tvarkos pažeidimai) ir koherentinės sklaidos sričių dydžiai. Orientacijos S laipsnis ir atitinkamų mėginio sluoksnio struktūros (mozaikiškumo) ir molekulių sklaidos kampų vidutinės vertės buvo apskaičiuotos pagal azimutalinį žemo kampo ir plačiakampio atspindžio I () ištepimą. . Išankstinė informacija apie tiriamų molekulių sandarą (2.4 skyrius) yra labai svarbi sudėtingų cheminių junginių struktūros tyrimuose. Energetiškai palankios molekulių konformacijos paieška buvo atlikta kompiuteriniu modeliavimu: MM + metodu, geometriniu optimizavimu. Mažo kampo rentgeno sklaidos duomenų interpretavimas smektiniais arba mezogeninių molekulių pagrindu suformuotos LB plėvelės sluoksniais atliktas naudojant struktūrinį modeliavimą (2.5 skyrius). Sluoksnio sandaros modeliavimas pradėtas nuo molekulinio modeliavimo programoje pastatytų molekulių sukonstruojant struktūrą formuojantį sluoksnio fragmentą ir suformavus atominių koordinačių masyvą, lemiantį elektronų tankį sluoksnio skerspjūvyje. Atominių koordinačių projekcija į normalią sluoksnio plokštumai naudojama sluoksnio struktūrinei amplitudei ir daugiasluoksnės sistemos sklaidai apskaičiuoti vienmačio modelio rėmuose. Sluoksnio F (Z) struktūrinė amplitudė apskaičiuojama pagal formulę, kur fj ir zj yra atitinkamai struktūrą formuojančio sluoksnio fragmento atomų amplitudės ir koordinatės, o Z – koordinatė sklaidos erdvėje. Daugiasluoksnės sistemos sklaidos intensyvumas I (Z) apskaičiuojamas kaip čia dz yra sluoksnio storis, o M yra sluoksnių skaičius. Sluoksnio storis nustatytas lygus tarpsluoksnio difrakcijos periodui, gautam atliekant rentgeno eksperimentą. Pagrindiniai derinimo parametrai modeliuojant yra molekulių polinkis sluoksnyje ir jų galinių fragmentų persidengimas gretimuose sluoksniuose. Realiai parametrų yra daugiau, nes paprastai reikia nustatyti pakreiptų molekulių azimutinę orientaciją ir leistinoje ribose keisti jų konformaciją. Tinkamumo kriterijai yra eksperimento metu gautų daugybinių atspindžių intensyvumo santykio atkartojamumas ir minimalus R koeficientas. Palyginus su eksperimentu, apskaičiuotas intensyvumas modifikuojamas atsižvelgiant į rentgeno fotografijos geometriją, poliarizaciją, sugertį ir mėginio mozaikiškumą. Tūrinių smektinių konstrukcijų atveju atsižvelgiama į azimutinį intensyvumo pasiskirstymą, kuris priklauso nuo mėginio orientacijos laipsnio. Be to, būtina atsižvelgti į intensyvumą, pumpuojamą į foną (temperatūros faktoriaus įtaką). Tam (preliminariai atskaičius oru išsklaidytą intensyvumą) įvertinami intensyvumo santykiai diskrečiose smailėse ir žemiau jų esančiame fone, o tada iš apskaičiuotų maksimumų integruoto intensyvumo atimamos atitinkamos fono intensyvumo dalys. Elektronų tankis (jo projekcija į normalų sluoksnio plokštumai) reikalingas tik norint stebėti difrakcijos modelio pokyčių dinamiką, kai keičiami reguliuojami parametrai. Skaičiuojant naudojamas elektronų skaičius kiekviename struktūrą sudarančio fragmento atome ir atitinkami atomo spinduliai. Molekulinių sluoksnių elgsenai vandens ir oro sąsajoje tirti ir jų pagrindu sukurti daugiasluoksnes plėveles buvo sukonstruota automatizuota LB instaliacija (2.6 skyrius), kuri leidžia vandens paviršiuje formuoti molekulinius sluoksnius esant skirtingoms temperatūroms ir magnetinio lauko buvimą, stebėti jų būklę ir įvairiais būdais perkelti susidariusius sluoksnius ant kieto pagrindo (silicio arba kolodijo). Įrenginys gali veikti vieno ir dviejų dėklų režimais su dviejų ir vieno barjero plūduriuojančio sluoksnio suspaudimu ir išlaikyti jo slėgį dengiant plėvelę ant pagrindo. Slėgio priklausomybė nuo ploto vienai molekulei (-A izoterma) rodoma ekrane realiu laiku išsaugant sukurtą failą. Formuojant monosluoksnius visais atvejais pradinis padengimo koeficientas buvo mažesnis nei vienas. Kaip tirpikliai buvo naudojami chloroformas, benzenas, heptanas. Darbinė tirpalų koncentracija yra 0,2-0,5 mg / ml. Suspaudimas prasidėjo po tirpiklio išgarinimo (po 30 minučių). Užtvaros judėjimas 3–5 mm / min greičiu daugeliu atvejų leido realizuoti kvazistatinį plūduriuojančių sluoksnių suspaudimo režimą. 3 skyriuje pateikiami chiralinio CH2 = CH-COO-CH2-C * (CH3) H- (CH2) 2-COO- (C6H4) 2-OR ir achiralinio CH2 = CH-COO- rentgeno struktūrinių tyrimų rezultatai. CH2) 6 -О-С6Н6-СОО-С6Н6-О-R` LC monomerai (M), jų mišiniai (MIX), taip pat homo- (P) ir kopolimerai (CPL), kurių pagrindu jie yra įvairios fazės būsenos su polinių savybių projekcija priklausomai nuo molekulinės struktūros ir sudėties, tab. 1. Rentgeno spindulių difrakcijos modelių rodymas, atspindžių išnykimo analizė ir erdvės grupės pasiekimas leidžia daryti išvadą, kad chiraliniai monomerai M1 ir M2 sudaro smektogenines kristalines struktūras, kurias galima apibūdinti monoklininėje sistemoje su simetrija. erdvės grupė P21. Visais atvejais molekulių pakavimas nuo galvos iki uodegos realizuojamas tiek sluoksnyje, tiek iš sluoksnio į sluoksnį, tačiau tik chiralinio monomero M2 struktūroje (a = 9,89, b = 8,84, c = 34,4, = 125, 7o, n = 4, = 1,315 g / cm3), realizuojama lygiagreti skersinių dipolio momentų orientacija (m2,5 D). Chiralinis monomeras M turi 2 sluoksnių periodiškumo paketą (a = 5,40, b = 8,36, c = 56,6, = 112,4o, n = 4, = 1,311 g / cm3), kur molekulių dipolio momentai (m4,7) D) yra kompensuojami dėl dimerų susidarymo. Monomerų ir jų pagrindu pagamintų homo- ir kopolimerų fazių virsmų schemos М2 R = CO-C7H SmF1 * -58оС-SmF2 * -77oC-SmC1 * -130oC-SmC2 * -151oC-I Lydant М1 susidaro SmF * fazė kurių periodas yra 30, 5 ir molekulių polinkis sluoksniuose 26о. Molekulių pasvirimo sumažinimas palengvina azimutinį detuningą, kuris palengvina dvisluoksnės struktūros transformaciją į vienasluoksnę. SmF * fazės dimerai nesunaikinami, todėl taip pat išsaugoma dipolio momentų kompensacija. M2 azimutinis detuningas ir radialinių trikdžių atsiradimas yra suvaržytas dėl papildomos dipolio-dipolio sąveikos, todėl lydymosi metu susidaro Cr-H * fazė (a = 4,53, b = 9,18, c = 34,5, = 117,1). o, n = 2, = 1, g / cm3) su ta pačia simetrija P21. Cr-H * fazės sluoksnyje esančių molekulių skersiniai dipolio momentai nėra kompensuojami. Achiraliniai monomerai M3 ir M4 kristalinėje fazėje sudaro smektogeninio tipo monoklinines struktūras su poline simetrija: P21 M3 (a = 5,20, b = 10,62, c = 33,4, = 128o, n = 2, = 1,072 g / cm3) ir P2 esant M (a = 16,0, b = 4,96, c = 37,2, = 113o, n = 4, = 1,246 g / cm3). Erdvės grupei P21 reikalingos antilygiagrečios išilginės ir lygiagrečios skersinės M3 molekulių ašių orientacijos, o P2 grupei reikalingos poros antilygiagrečios orientacijos ir išilginės bei skersinės M4 molekulių ašys. Molekulėse M3 ir M dėl klaidingos C = O grupių dipolio momentų orientacijos bendras skersinis dipolio momentas yra m 1 D. Kaitinant M3 susidaro SmC ir N, o M4 – SmA ir N mezofazes. M3 nematinėje išilginio ir šoninio sandarinimo trikdžių parametrų santykis rodo, kad sluoksnio struktūra nėra visiškai sunaikinta. Nematinėje fazėje M4 situacija yra atvirkštinė, kas būdinga klasikinei nematinei fazei. Mišriose chiralinių ir achiralinių molekulių kompozicijose tiriamų koncentracijų diapazone (1 lentelė) visada stebimas fazių atsiskyrimas kristalinėje būsenoje, o mezomorfinėje būsenoje tai priklauso nuo maišomų komponentų struktūros ir santykių. Taigi mažėjant mišrių molekulių ilgių skirtumams, didėja fazių atsiskyrimo tendencija. Tačiau kalbant apie chiralinių komponentų M1 ir M2 koncentracijos mišiniuose su achiraliniu komponentu M3 įtaką fazių atskyrimui, situacija yra priešinga. Fazių atsiskyrimo tendencijos padidėjimas didėjant M1 koncentracijai yra susijęs su santykinai stabilių dimerų susidarymu, dėl kurio sumažėja jų gebėjimas maišytis. Tirtuose mišiniuose nereikėtų tikėtis stipresnių polinių savybių nei pradinių komponentų. Chiraliniai homopolimerai P1 ir P2, gauti laisvųjų radikalų polimerizacijos būdu iš monomerų M1 ir M2, sudaro dvisluoksnės struktūros SmF* ir SmC* fazes. Remiantis geriausio suderinimo su rentgeno eksperimentu požiūriu, išplaukia, kad šoninės grupės yra pasvirusios į pagrindinę grandinę ir orientuotos taip, kad jose esantys C-CH3 fragmentai yra šoninių grupių polinkio plokštumoje. Tokiu atveju C = O grupių dipolio momentai dvisluoksnio sluoksnio sluoksniuose yra vienodai orientuoti statmenai polinkio plokštumai. Šį modelį patvirtina ir energijos įvertinimas kompiuteriniame P1 ir P2 molekulių struktūros modeliavime. Magnetiniu (1,2 T) ir pastoviu elektriniu (700 kV/m) laukais orientuotų polimerų rentgeno spindulių difrakcijos raštai būdingi chiralinei smektikai, tačiau pagal juos įvertinti struktūriniai parametrai turi tam tikrų skirtumų dėl orientacinio mechanizmo skirtumo. Smektiniai sluoksniai yra orientuoti statmenai magnetiniam laukui ir išilgai elektrinio lauko. Elektrinio lauko poveikis sluoksnio ir sluoksnio struktūrų transliacinei tvarkai apskritai yra silpnesnis nei magnetinio lauko. Sraigtoido išsivyniojimas nepastebimas. Achiraliniai homopolimerai P3 ir P4. Rentgeno spindulių difrakcijos tyrimai rodo, kad polimeras P3 sudaro tris SmA struktūras, kurių dviejų sluoksnių periodai yra proporcingi 59,5 ir neproporcingi 54 ir 47,5. Atrodo, kad SmA-SmAd1 ir SmAd1-SmAd2 struktūrinės transformacijos yra pagrįstos poveikiu, susijusiu tiek su mezogenines grupes su pagrindine grandine jungiančių jungčių lankstumo pasikeitimu, tiek su pagrindinės grandinės lankstumo pasikeitimu. P3 buvo galima orientuoti tik sukant ir tempiant. Šiuo atveju nustatyta orientacinio poveikio įtaka polimero struktūrai, kuri pasireiškia sluoksnio periodo pokyčiu (sukimas) ir sluoksnio trukdžiais (sukimas, tempimas), lyginant su neorientuotu mėginiu. Polimeras P4 su papildomu C = O fragmentu šoninių grupių uodegoje sudaro dvi smektines fazes - SmF ir SmC. Kadangi šoninių grupių P4 skersiniai dipolio momentai yra mažesni nei D, prognozė yra neigiama, atsižvelgiant į stiprių poliarinių savybių nustatymą šiame polimere. Kopolimerai monomerų M1 ir M3 pagrindu. Rentgeno spindulių difrakcijos modeliai buvo gauti iš kopolimerų, orientuotų magnetiniu lauku, atitinkančių Sm * F ir Sm * C fazes, tačiau besiskiriančių azimutiniu intensyvumo pasiskirstymu atspindžiuose, priklausomai nuo chiralinių ir achiralinių komponentų santykio. CPL1-375 rentgeno paveikslai abiejose fazėse atitinka vadinamąją knygų lentynos struktūrą, CPL1-350 jie būdingi minėtoms chiralinėms smektinėms fazėms, o CPL1-325 rentgeno spinduliai būdingi ševrono tipo struktūra. Orientuojant su pastoviu elektriniu lauku, tokie skirtumai nepastebimi. Dėl skirtingo orientavimo mechanizmo elektriškai ir magnetiškai orientuotų kopolimerų (taip pat ir P1 homopolimero) struktūriniai parametrai skiriasi. Kopolimerų dvisluoksnės struktūros modeliavimas ir difrakcijos skaičiavimai leidžia paaiškinti šiuos skirtumus. Taigi, CPL1-375 ir CPL1-325 sluoksnių, sudarančių dvisluoksnį, sudėtis skiriasi chiralinių ir achiralinių komponentų santykiu, ty viename sluoksnyje daugiausia yra atitinkamai P1 arba P3 komponentas. kita, komponentų santykis beveik toks pat. Pirmuoju atveju tai, matyt, lėmė tam tikrą spiralės spiralės žingsnio padidėjimą, o antruoju - spiralės formos struktūros sunaikinimą. CPL1-350 abiejų dvisluoksnių sluoksnių sudėtis yra vienoda, ir tik jame šoninių grupių orientacijos laipsnis, veikiamas elektrinio lauko, yra didesnis nei magnetinio lauko atveju. Tai yra spiralinės struktūros deformacijos požymis, lemiantis makroskopinę kopolimero poliarizaciją. Iš CPL1-350 fragmentų su skirtingomis šoninių grupių orientacijomis energijos įvertinimo matyti, kad mažiausiai energijos turi fragmentas, kuriam būdingas vienodas chiralinių ir achiralinių šoninių grupių santykis dvisluoksniuose sluoksniuose, priešingos abiejų tų azimutinės orientacijos. o kiti gretimuose sluoksniuose ir šoninių grupių nuolydis į pagrindinę grandinę. Tokia fragmento struktūra neprieštarauja difrakcija patvirtintam modeliui. Šiuo atveju dvisluoksnių sluoksnių poliarizacija turėtų būti vienoda. Reikėtų pažymėti, kad energijos skirtumas tarp poliarinių būsenų su skirtingomis chiralinių grupių azimutalinėmis orientacijomis pagrindinės grandinės atžvilgiu CPL1-350 fragmentui yra mažesnis nei CPL1-375 arba P1, o tai leidžia perjungti struktūrą naudojant žemesnis elektrinis laukas. Kopolimerai monomerų M1 ir M4 pagrindu sudaro dvisluoksnes SmF* ir SmC* fazes. Kopolimerams, turintiems skirtingą chiralinių ir achiralinių achiralinių komponentų santykį, stebimi būdingi temperatūros pokyčiai struktūriniuose parametruose SmC * fazės viduje, kuriuos, matyt, sukelia skirtingas chiralinių ir achiralinių šoninių grupių kiekis dvisluoksniuose sluoksniuose (situacija ta pati kaip ir kopolimerų, kurių pagrindas yra M1 ir M3). Tai yra, dvisluoksniai CPL1-475 ir CPL1-425 gali būti laikomi savotiška dviejų fazių sistema. CPL1- atveju polinių savybių nustatymo perspektyvos yra tokios pat kaip ir CPL1-350, tačiau dėl eterio grupių sąveikos achiralinių šoninių fragmentų uodegose kopolimero struktūra yra mažiau labili. Išskirtinis kopolimerų, kurių pagrindą sudaro monomerai M2 ir M, bruožas yra santykinai aukšta SmF * -SmC * perėjimo temperatūra ir žymiai mažesnis mezogeninių grupių pasvirimo kampas SmC * nei SmF * fazėje, o tai palengvina azimutalinį derinimą. CPL2-375 dvisluoksnė struktūra susideda iš tos pačios sudėties sluoksnių su daliniu chiralinio komponento dipolio momentų kompensavimu. CPL2-350 tokio kompensavimo neturi (jo struktūra tokia pati kaip CPL1-350), o poliarizacija turėtų būti stipresnė. Dėl mažesnio (lyginant su CPL1-350) skersinio dipolio momento CPL2-350 struktūra yra konservatyvesnė elektros perjungimo galimybės atžvilgiu. Labiausiai tikėtinas modelis CPL2-325: SmF * fazėje nevienodos sudėties dvisluoksniai sluoksniai, bet su ta pačia poliarizacijos kryptimi; SmC * fazėje dėl azimutinio detuningo susilpnėja polinės savybės, o SmA fazėje dėl visiškos šoninių grupių azimutinės dezorientacijos struktūra tampa nepoliarinė. SmF * ir SmC * makroskopinė poliarizacija gali atsirasti tik deformuojant, tačiau dėl santykinai nedidelio chiralinio komponento kiekio poveikis negali būti stiprus. 4 skyrius skirtas poliarinių Langmuir-Blodgett plėvelių paruošimui ir jų struktūros stabilizavimui fotopolimerizacijos būdu. Dirbtinai pastatytų plėvelinių konstrukcijų nestabilumas lemia vienokios ar kitokios formos jų taisyklingumo ir net vientisumo pažeidimą ir dėl to iš dalies ar visiškai prarandamos savybės, užtikrinančios pagrindinės funkcijos atlikimą. Kaip pradinė medžiaga buvo naudojami parapakeisti chiraliniai bifenilai M1, M2, achiraliniai fenilbenzoatai M3, M4 ir jų mišiniai. Junginiuose yra akrilato grupė, kuri leido juos polimerizuoti viename sluoksnyje vandens paviršiuje ir daugiasluoksnėje plėvelėje ant kieto pagrindo naudojant gyvsidabrio lempos UV spinduliuotę. Tipiškos α-A izotermos, gautos formuojant monomero monosluoksnius, parodytos Fig. 1. Visos molekulės turi hidrofobinę uodegą ir hidrofilinę galvutę, tačiau kitų hidrofilinių ir hidrofobinių grupių buvimas molekulėse neleidžia jų priskirti prie klasikinių amfifilinių junginių. Iš plotų, tenkančių vienai molekulei kondensuotoje fazėje ir molekulių skerspjūvių santykio, galima daryti išvadą, kad visi monomerai sudaro vienasluoksnius sluoksnius, kurių molekulės vandens paviršiaus atžvilgiu išsidėsčiusios įstrižai. Vienasluoksnių sluoksnių tankis ir stabilumas (nustatomas pagal sunaikinimo – žlugimo slėgį) yra didesni bifeniluose nei fenilbenzoatuose ir didėja didėjant molekulių hidrofobinės uodegos ilgiui. Vienasluoksnių sluoksnių, susidarančių iš bifenilų ir fenilbenzoatų (M1-M3, M2-M3) mišinių, stabilumas priklauso nuo jų santykio. Didžiausias teigiamas poveikis pasiekiamas esant didelei bifenilų koncentracijai (75%) M1 arba M2. Esant didelėms koncentracijoms, M3 yra blogiausias rodiklis. O monomerinių monosluoksnių izotermos leidžia pasirinkti racionalias fotopolimerizacijos sąlygas. Apšvitinant monomerinius monosluoksnius UV, visais atvejais, išskyrus monomero M3 monosluoksnį, stebimas jų susitraukimas (sumažėja plotas vienai molekulei, dėl to smarkiai sumažėja slėgis) (1 pav.). Homolekulinių vienasluoksnių sluoksnių polimerizacija UV spinduliais ne visada lemia jų stabilumo padidėjimą, pavyzdžiui, monosluoksnių M2 (stabilumo mažėjimas) ir M3 atveju (labai lėtas slėgio didėjimas rodo vienasluoksnio sluoksnio sunaikinimą suspaudimo metu). Ryžiai. 1. -Slankiųjų sluoksnių izotermos, pagrįstos: a - M1 ir P1; b – M3 ir P3: monomerinis (1), monomerinis po UV spinduliavimo (2) ir polimeras (3) UV spinduliuojamų plūduriuojančių M1-M3 ir M2-M3 mišinių vienasluoksnių sluoksnių, taip pat pradinių monomerinių monosluoksnių stabilumas priklauso nuo juose esančių bifenilų kiekio. ir esant didelėms koncentracijoms (75 %) viršija pradinių monomerinių vienasluoksnių sluoksnių stabilumą. Vienasluoksniai sluoksniai, suformuoti remiantis šukos formos polimero P1 molekulėmis (pagrįsti monomeru M1), yra stabilesni nei monomeriniai, tačiau visi bandymai rentgeno spindulių metodu aptikti įprastą daugiasluoksnę struktūrą, gautą jų pagrindu ant kieto pagrindo. buvo nesėkmingi. Norint nustatyti polimero šoninių grupių padėtį polimero viename sluoksnyje, buvo sukurta sudėtinga gardelė (supergardelė), kuri yra LB plėvelė iš kintamų polimero P ir švino stearato monosluoksnių, kurie atlieka struktūrizuojančių tarpiklių vaidmenį (1 pav.). 2). Palyginus mažo kampo rentgeno spindulių difrakcijos modelius, gautus iš tokios supergardelės ir iš daugiasluoksnės LB švino stearato plėvelės, buvo galima nustatyti, kad polimero šoninės grupės daugiausia yra beveik plėvelės plokštumoje, taigi, vandens paviršiuje. Sluoksniuoto taisyklingumo trūkumas polimerinėje plėvelėje atsiranda dėl to, kad plaukiojančio sluoksnio paviršius nėra lygus dėl to, kad neįmanoma dvimačiame rutulyje ant vandens paviršiaus pastatyti pagrindinę grandinę. Ryžiai. 2. Švino stearato LB plėvelės (a) ir supergardelės, surinktos iš polimero P1 ir švino stearato (b) monosluoksnių, mažakampės difrakcijos brėžiniai, supergardelės modelis ir apskaičiuota difrakcija nuo jos (dešinėje). Taigi, yra du būdai, kaip išspręsti įprastų polimerinių LB plėvelių gavimo problemą: 1 - monomerinių daugiasluoksnių plėvelių UV polimerizacija ant kieto pagrindo ir 2 - daugiasluoksnės struktūros išlyginimas iš UV polimerizuotų slankiųjų monosluoksnių. Daugiasluoksnė monomero M1 plėvelė, pagaminta pagal Schaefer, turi polinę dvisluoksnę struktūrą, kurios molekulės yra orientuotos to paties tipo sluoksniuose, kaip ir polimero P1 šoninės grupės. Dvisluoksnio periodiškumo struktūros atsiradimo priežastis yra reaktyvus antrojo vienasluoksnio sluoksnio nusodinimas arba dalies molekulių išmetimas iš sluoksnio ant substrato, apverčiant galva į galvą. M1 plėvelės apšvitinimas UV spinduliais padidina jos dažnį beveik 1,5 karto, nes formuojant polimero grandinę atsiranda defektų, susijusių su įtrūkimais, kurie turėtų sumažinti jos polines savybes. LB plėvelė, suformuota pagal Schaefer iš UV vandeniu polimerizuotų M1 monosluoksnių, suteikia difrakcijos modelį, atitinkantį dvisluoksnę struktūrą, labai artimą polimero P1 struktūrai smektinėje F fazėje. Čia modeliavimas leidžia atskirti dvisluoksnę struktūrą, atsirandančią dėl reaktyvaus antrojo vienasluoksnio izotaktinio polimero sluoksnio (vienos pusės šukos) nusodinimo ant pagrindo, nuo sindiotaktinio polimero (dvipusės šukos) dvisluoksnės struktūros, Fig. 3. Kadangi antrojo varianto neatitikimo koeficientas (R faktorius) yra žymiai mažesnis, galima daryti išvadą, kad izotaktinėsindiotaktikos konformacinis virsmas į monosluoksnį jį atskiriant nuo vandens. Ryžiai. 3. LB plėvelių iš UV polimerizuotų vienasluoksnių struktūriniai modeliai remiantis monomeru M1 ir atitinkamomis tarpsluoksnių difrakcijos kreivėmis: a) izotaktinėms molekulėms (R = 0,335) ir b) sindiotaktinėms molekulėms (R = 0,091%). Monomerų M2, M3 ir M4 LB plėvelės turi vieno sluoksnio periodiškumo struktūrą, tačiau priešingai nei kristalinė fazė su lygiagrečiu molekulių išsidėstymu sluoksniuose. Struktūros, panašios tarpsluoksniais laikotarpiais į kristalines ir smektines C fazes, buvo gautos iš monomero M3 monosluoksnių esant skirtingam slėgiui. Tai rodo, kad monosluoksnio kondensuotoje fazėje taip pat yra dvimatis skystųjų kristalų fazės analogas. Būdingas monomerinių plėvelių M2, M3 ir M4 bruožas yra galinių grupių persidengimas gretimuose sluoksniuose, kurie gali ekranuoti C = C ryšius ir užkirsti kelią polimerizacijai. Taigi monomerų M3 ir M4 LB plėvelių apšvitinimas UV spinduliais nesukelia jokių plėvelės struktūrinių pokyčių dėl ekranavimo efekto. Plėvelių, pagamintų iš UV polimerizuotų monosluoksnių M2 ir M4, struktūra taip pat yra vieno sluoksnio, o ne dvisluoksnio, kaip šukos formos polimero smektinėje fazėje, struktūra. Eterio grupių sąveika M2 ir M4 molekulių uodegose, matyt, užkerta kelią konformacinei transformacijai susidarant dvisluoksnei struktūrai. Iš UV apšvitintų M3 monosluoksnių (kaip ir mišinio, kuriame yra 75 % M3) nepavyko suformuoti taisyklingos daugiasluoksnės plėvelės dėl jų nehomogeniškumo. M1-M3 ir M2-M3 mišinių LB plėvelėse (išskyrus MIX1-375) fazių atskyrimo nėra. Visos plėvelės turi vieno sluoksnio periodiškumo struktūrą ir lygiagrečią molekulių išdėstymą sluoksniuose. Mišinių LB plėvelių struktūrose (išskyrus mišinį MIX2-375) yra molekulių galinių grupių gretimuose sluoksniuose persidengimo elementas, kuris neleidžia plėvelei polimerizuotis UV spinduliais. Šią išvadą gali patvirtinti po 1,5 metų įvykę MIX1-375 mišinio UV spinduliuotės LB plėvelės pokyčiai. Viena iš heterofazių struktūrų, turinčių vieno sluoksnio periodiškumą, buvo transformuota į dvisluoksnę struktūrą, kurios laikotarpis sutampa su monomero M1 kristalinės fazės periodu. LB plėvelės elektronų difrakcijos tyrimas, pagrįstas UV polimerizuotais monosluoksniais MIX1-350, rodo, kad plėvelėje daugiausia yra monomerinis komponentas. Plėvelės struktūros modeliavimas ir rentgeno spindulių difrakcijos skaičiavimas tai patvirtina. Remiantis gautais rezultatais, galima daryti išvadą, kad po UV švitinimo monosluoksnių stabilumas mažėja dėl jų heterofazės. Monosluoksniuose kartu su polimero komponentu gali būti daug monomerų. Ir kadangi polimerinės šoninės grupės dėl kylančių sterinių kliūčių beveik guli ant vandens paviršiaus, kai substratas pernešant liečiasi su plėvele, pagal Schaefer, monomerinės molekulės gali geriau sėdėti ant jo. Plėvelėje, pagamintoje iš UV polimerizuotų monosluoksnių MIX1-375, monomero komponentas taip pat yra, tačiau nereikšmingas kiekis. Modeliavimo ir difrakcijos skaičiavimai suteikia izotaktinių polimerų molekulių poliarinę struktūrą su vieno sluoksnio periodiškumu. Taigi, padidėjus fenilbenzoato komponento koncentracijai mišinyje, po UV polimerizacijos susidaro puresnis vienasluoksnis sluoksnis ir dėl to ryškesnė heterofazė. 5 skyriuje pateikiami struktūrų su transportavimo kanalais formavimosi iš makrociklinių molekulių (karūnos eterių) ertmių tyrimų rezultatai kartu su galimybe kontroliuoti jų makroskopinę orientaciją Langmuir monosluoksniuose ir LB plėvelėse bei galimybė stabilizuoti pastarųjų struktūrą. . Dibenzo-18-karūnos-6 ir dibenzo-24-karūnos-8 su įvairiais pakaitais, turinčiais azometino ir enaminoketono fragmentų (4 pav.), ir jų pagrindu pagamintų LB plėvelių, įskaitant laidžias plėveles, sudarytas remiantis vainiko eterių kompleksais kalio undecilenatas (KO-CO- (CH2) 9 = CH2), natrio laurinatas (Na-O-CO-C11H23) ir fullerenas C60. Didieji dipakeistų vainiko eterių mėginiai kristalinėje fazėje sudaro struktūras, susijusias su monoklinine sistema, turinčias tą pačią P2 / m simetriją. Struktūros yra artimos pakavimo tankiu, kur yra bendras elementas - persidengiantis paketas, kuriame persidengia gretimų molekulių pakaitai, kas būdinga nematogeninėms struktūroms (5 pav.). Ląstelių parametrai priklauso nuo vainiko dydžio ir šoninių pakaitų ilgio, kurie taip pat turi įtakos centrinio fragmento išplėtimo laipsniui. Enminoketono grupių buvimas pakaitaluose žymiai padidina skersinius ląstelės matmenis dėl joje esančių molekulių skaičiaus. Priežastis, matyt, slypi ne tik intramolekulinių, bet ir tarpmolekulinių vandenilinių jungčių N-H O susidaryme, realizuojant kaimyninių molekulių enaminoketono fragmentų porinius kontaktus, dėl ko struktūra tampa energetiškai palankesnė. Tokių ryšių buvimą netiesiogiai patvirtina šių junginių IR spektrų duomenys, kuriuose yra plati ir intensyvi NH grupių tempimo virpesių sugerties juosta 3416 cm-1 srityje (dažniausiai ši juosta yra mažo intensyvumo). ). Lydant tokiai gardelei lieka dvimačiai vandeniliniais ryšiais susietų molekulių fragmentai. Kadangi šių fragmentų pakavimo išilginiai trikdžiai yra mažesni nei skersiniai, susidaro struktūra su sluoksniavimosi požymiais. Iš tiesų, rentgeno spindulių difrakcijos modelis, gautas lydant mėginį magnetiniame lauke, atitinka nematinį, bet su ševrono struktūros požymiais. Tai yra vadinamoji atvirkštinė kibotaktinė nematinė fazė. Kai vainiko eterių molekulės sąveikauja su azometino fragmentais pakaitaluose, nelieka vandenilinių jungčių ir dėl to kristalinės gardelės lydymosi metu susidaro klasikinė nematinė fazė. Dėl vandenilinių ryšių struktūra tampa konservatyvesnė, o šis veiksnys gali būti naudojamas LB technologija suformuotoms sluoksninėms struktūroms stabilizuoti. Vienasluoksnių sluoksnių susidarymas ir LB plėvelių struktūra. Izotermos, gautos formuojant Langmuir monosluoksnius, pagrįstus dipakeistų vainiko eterių molekulėmis -A, gali skirtis pagal formą ir slėgio augimo pradžią. Jų eigos skirtumas, kaip paaiškėjo, priklauso ne tik nuo padengimo laipsnio ar ištirpusių molekulių koncentracijos, bet ir lemiamu mastu nuo pofazės temperatūros. Nustatyta, kad esant žemesnei nei 17 -A temperatūrai, izotermos turi būdingą kauburį arba plynaukštę, kurios padėtis nėra griežtai fiksuota tiek plote, tiek paviršiaus slėgyje. Kupros (arba plokščiakalnio) buvimas vainiko eterių -A izotermose paprastai siejamas su fazės perėjimu iš skysčio išsiplėtusios į kondensuotą būseną, nors nėra vienareikšmės nuomonės apie fazinio perėjimo mechanizmą. Fazių perėjimo tipą lemia kinetiniai apribojimai – sumažėjus suspaudimo greičiui arba sumažėjus pakaitų ilgiui, kupra virsta plokščiakalniu. Kylant temperatūrai, kauburėlis (arba plokščiakalnis) išsigimsta ir, pradedant nuo 23C, jo nebestebima, pav. 6. Atsižvelgiant į visas pastebėtas -A izotermų elgesio ypatybes, struktūrinių transformacijų plūduriuojančiame sluoksnyje mechanizmą galima paaiškinti taip. Karūnos eterio molekulės linkusios agreguotis, tačiau tam gali trukdyti tirpiklio molekulės, kurias laiko vainiko eterio molekulės. Agreguotų ir neagreguotų molekulių santykis susidariusiame sluoksnyje nulems kauburėlio arba plokščiakalnio (fazinio perėjimo) padėtį izotermoje. Pasiekus tam tikrą slėgį (priklausomai nuo temperatūros), iš monosluoksnio išspaudžiamos tirpiklio molekulės ir suveikia plokščių vainiko eterio molekulių agregacijos mechanizmas. Tokį aiškinimą patvirtina ir tai, kad antrinio išsiplėtusio monosluoksnio suspaudimo metu gaunama tik lygi izoterma, nes susidarę agregatai nebesuyra. Esant aukštesnei temperatūrai (23-24 ° C), tirpiklis pradeda išeiti iš vandens paviršiaus jau pradiniame vienasluoksnio sluoksnio susidarymo etape ir dėl to susidaro lygi izoterma. Priklausomai nuo karūnos eterių konformacinio standumo fazinio perėjimo metu, molekulės arba keičia savo erdvinę orientaciją, atsitrenkdamos viena į kitą, vėliau apverčiant kraštą (kieta karūna-6), arba pasisuka vainiko srityje, dėl kurios glaudus kaimyninių molekulių kontaktas formuojant agregatą, realizuojamas išilginiu jų poslinkiu vienas kito atžvilgiu (lankstus karūna-8). Tai lemia susidariusių monosluoksnių struktūros skirtumą ir dėl to jų pagrindu gautų LB plėvelių struktūros skirtumus. Remiantis rentgeno spindulių duomenimis, jie atitinkamai turi beveik dvimatę struktūrą su vieno sluoksnio periodiškumu arba neproporcingą dvisluoksnę struktūrą su vidiniu molekulių persidengimu. Ryžiai. 6. -A karūnos izotermos-6-a10: pav. 7. Molekulių crown-8-e12 pakavimas į LB plėvelę, a - 0,5 mg/ml; 1,7 ml / m2; 17оС, elektronų tankis (z), eksperimentinis (1) b - 0,5 mg / ml; 1,7 ml / m2; 24оС, o skaičiuojamasis (2) sklaidos intensyvumas в - 0,25 mg/ml; 2,14 ml / m2; 17oC. LB plėvelių daugiasluoksnė struktūra.Kai LB plėvelės formuojamos iš slankiojančių dipakeistų vainikinių eterių sluoksnių, pakaitų struktūra gali turėti didelės įtakos jų struktūros stabilumui. Pavyzdžiui, vainikinių eterių LB plėvelių struktūroje su azometino grupėmis pakaitaluose atsiranda reikšmingas molekulių galinių fragmentų sutapimas gretimuose sluoksniuose, o tai neleidžia tokios struktūros laikyti kvazi-dviejų dimensijų. Šis struktūrinis elementas būdingas kristalinei fazei. Kai pakaitaluose yra enaminoketono grupių, LB plėvelių struktūra išlieka beveik dvimatė, panaši į smektinę vieno sluoksnio struktūrą (karūna-6e-n), arba neproporcinga dvisluoksnė (karūna-8e-n, žr. . 7) dažnis. Matyt, gretimų molekulių aktyvių enaminoketono grupių sąveika sluoksniuose tiesiogiai arba per chloroformo molekulę, susidarant vandenilio ryšiams, todėl beveik dvimatė struktūra tampa stabilesnė kristalizacijos atžvilgiu. Buvo atliktas vainiko eterio molekulių elgsenos plūduriuojančiuose sluoksniuose tyrimas kartu su riebalų rūgščių druskomis ir fullerenu C60, siekiant sukurti plėvelės struktūras su erdviškai lokalizuotais nanoskalės laidžiais elementais. Plaukiojančių sluoksnių, pagrįstų vainiko-8-e12 mišiniais su kalio undecilenatu (CA) arba su natrio laurinatu (LN), izotermos santykiu 1: skiriasi nuo gryno vainiko-8-e12 izotermos fazės poslinkiu. perėjimas (kauburėlio pavidalu) iš skysčio išsiplėtusios į skystą kondensuotą būseną didelių plotų vienoje molekulėje srityje, o tai rodo kompleksų susidarymą. Jų elgesys viename sluoksnyje yra labai panašus į kietųjų vainiko eterio molekulių elgesį, nes vainiko eterio karūna praranda savo konformacinį mobilumą formuojantis kompleksui. Antrasis fazinis perėjimas (plokštumos arba įlinkio pavidalu), susijęs su susidariusio komplekso fragmentų persiorientavimu plūduriuojančiame sluoksnyje, kaip ir pirmasis (kauburo pavidalu), priklauso nuo temperatūros, bet mažesniu mastu. . Esant 24 ° C, plokščiakalnio ilgis tik mažėja ir pasislenka į mažesnių plotų sritį vienoje molekulėje, o kupra visiškai išnyksta. Rentgeno eksperimento duomenimis, FE-UC komplekso LB plėvelė, nusodinta iš kondensuotos fazės, turi kvazi dvimatę struktūrą su vieno sluoksnio periodiškumu (centrinės FE molekulių dalys yra linkusios kraštas, nėra galinių fragmentų persidengimo). Karūnos eterio ertmėje (donorėje) yra du jonai (K +), o rūgšties liekanos yra įterptos į sluoksnius ir yra orientuotos lygiagrečiai pakaitams, Fig. 7. Atsižvelgiant į reguliarų tirpiklio molekulių įtraukimą į modelio struktūrą, R faktorius sumažėja nuo 0,038 iki 0,024. LB plėvelės, pagrįstos kompleksu, kurį sudaro vainikas-8-e12 su LN, struktūra skiriasi rūgšties liekanų išsidėstymu (ne išilgai, o per pakaitus). KE-UK ir KE-LN kompleksų LB plėvelės yra beveik dvimatės ir nesikristalizuoja. Atskiras plėvelės sluoksnis gali būti laikomas daugiasluoksne struktūra, susidedančia iš laidaus sluoksnio, kuriame yra laidūs kanalai, sudaryti iš FE vainikėlių, ir dielektriniai sluoksniai, sudaryti iš FE pakaitų. Apskritai, plėvelė yra tokių sumuštinių paketas, kuris gali būti nanoskalės daugiagyslio kabelio su izoliuotais laidais prototipas, pav. aštuoni. Karūnos eteriai taip pat buvo naudojami slopinti C60 fullereno agregaciją, kuri yra linkusi formuotis trimačiams agregatams, todėl labai sudėtinga formuoti Langmuir monosluoksnius ir įprastas sluoksniuotas struktūras tik jo pagrindu. Nepakeistą karūnos eterį naudoti kaip kompleksą, galintį sudaryti stabilų monosluoksnį, nepaisant to, kad nėra hidrofobinės hidrofilinės pusiausvyros, patartina padidinti subfazės, patenkančios į makrociklų ertmes, paviršiaus plotą, taigi ir , tikimybė, kad į juos pateks fullereno molekulės. Svarbi -A izotermų savybė, gauta tiriant struktūrines transformacijas plaukiojančiuose sluoksniuose DB18C6 ir C60 (santykiu 2:1), turėtų apimti tai, kad slėgio augimo pradžia atitinka plotą, gerokai viršijantį didžiausią plotą sąlyginė molekulė, kuri rodo, kad pradiniame vienasluoksnio sluoksnio susidarymo etape nėra C60 molekulių agregacijos. Struktūrinės transformacijos viename sluoksnyje, dėl kurių susidaro sumuštinio tipo kompleksai, parodytos 9 pav. Nedidelė histerezė priekinės ir atvirkštinės izotermų metu taip pat rodo, kad C60 agregacija yra iš esmės slopinama, nes vainiko eterio ir fullereno kompleksas susidaro dėl sterinių kliūčių ir suyra dekompresijos metu. Ryžiai. 9. -Izotermos ir konstrukcijos schema Fig. 10. Struktūrinis modelis ir turo transformacijų plaukiojančio elektronų tankio sluoksnyje projekcija, eksperimentinis sluoksnis remiantis DB18K6 ir C60. apskaičiuota (1) ir apskaičiuota (2) difrakcija Fig. 11. LB plėvelės modelio struktūra ir AFM vaizdas, pagrįstas kompleksais, sudarytais iš DB18C6 ir C60 molekulių. Iš heteromolekulinių DB18C6 ir C60 vienasluoksnių sluoksnių surinktos LB plėvelės mažo kampo rentgeno difrakcijos duomenys (10 pav.) ir AFM tyrimai (11 pav.) parodė, kad sumuštinį panašus kompleksas yra pagrindinis sluoksnio struktūros elementas. Šiuo atveju struktūra yra tokia, kad C kontaktuoja vienas su kitu, sudarydamas grandines, kurios neperžengia atskiro sluoksnio ribų. Pažymėtina, kad gautos LB plėvelės (taip pat ir FE-UK bei FE-LN kompleksų pagrindu pagamintos plėvelės) yra vienaašės ir neturi makroskopinės orientacijos sluoksnių plokštumoje. 6 skyrius. Pateikiame lantanidų mezogeninių kompleksų birių mėginių ir LB plėvelių struktūrinių tyrimų rezultatus, kurie patraukia dėmesį tiek savo magnetinėmis savybėmis (stiprūs organiniai paramagnetai), tiek žymiai žemesnėmis (palyginti su kompleksais, kuriuose yra skirtingos prigimties anijonų) fazių virsmo temperatūrų, stalo. 2. Didžiausias dėmesys buvo skiriamas kompleksų tūrinių fazių struktūrinių parametrų temperatūriniam elgesiui orientuojantis magnetiniu (arba elektriniu) lauku, koreliacijos tarp šių fazių struktūros ir LB plėvelių sandaros nustatymui. suformuotų kompleksų pagrindu, ir galimybė panaudoti šiuos kompleksus dviašėms plėvelės tekstūroms kurti. Lantanido kompleksų ir jų magnetinės anizotropijos struktūrinės formulės Dy [X] 2 SO4-C12H25 C12H25-O-C6H3 (OH) -C = N-C18H37 - Ho [Ho (LH) 3] [X] 3 SO4-C12H29-O4H - С6Н3 (ОН) -С = N-С18Н37 - Tb [X] 3 SO4-C12H25 С14Н29-О-С6Н3 (ОН) -С = N-С18Н37 - Masiniai mėginiai buvo orientuoti į magnetinės kameros rentgeno lauką 1,2 T kaip greitai (1 laipsnis / min.) ir lėtai (0, laipsnis / min.) aušinant iš izotropinės fazės. Orientuotų mėginių rentgeno fotografija buvo atlikta in situ šildymo ciklo metu nuo kambario temperatūros iki valymo taško. Tirti kompleksai sudaro dvi (SmF ir SmC) arba tris (SmB, SmF ir SmC) smektines fazes. Kompleksuose su trumpesniais ligandais (kompleksai Dy ir ErI) SmB fazė nepastebima, matyt, dėl to, kad SmF-SmB fazinio virsmo temperatūra jiems yra žemesnė už stiklėjimo temperatūrą. Orientuotų pavyzdžių ypatybė yra silpna orientacija kaip visuma su pakankamai aukštu tikrosios sluoksnio struktūros orientacijos laipsniu (S = 0,8). Šiuo atveju, kaip rodo modelių difrakcijos skaičiavimai, kompleksų molekulės turi pailgą konformaciją, tačiau SmC fazėje yra tendencija šiek tiek sutapti gretimų sluoksnių ligandų galiniai fragmentai. Kompleksų difrakcijos parametrų elgsena fazių virsmų metu labai priklauso tiek nuo jų molekulinės struktūros, tiek nuo jų priešistorės – nuo mėginių aušinimo greičio orientuojantis pagal lauką ir nuo lauko pobūdžio (elektrinio ar magnetinio). Aušinimo greitis magnetiniame lauke turi įtakos SmF-SmC fazės virsmo temperatūrai. Tačiau, nors Ho komplekse pastebėtas fazinio perėjimo poslinkis į žemesnę temperatūrą esant didesniam aušinimo greičiui gali būti paaiškintas peršalimo efektu, o Dy komplekse šis poslinkis vyksta aukštesnės temperatūros link. Kitas neįprastas šio komplekso, orientuoto į lėtą aušinimą magnetiniame lauke, faktas – žymus mažo kampo ir plačiakampio atspindžio pločio būdingų pokyčių temperatūros poslinkis (12 pav.). Tai yra, disprozio kompleksas elgiasi kaip dviejų fazių sistema: centrinės komplekso dalys, sudarančios sluoksnius, yra viena fazė, o ligandų uodegos, kurios sudaro savotiškus tarpsluoksnius tarp sluoksnių, yra kita fazė. Be to, dvifaziškumas pasireiškia kaip magnetinio lauko efektas, kuriame centrinė komplekso dalis (paramagnetas su neigiama magnetine anizotropija) ir ligandų uodegos (su teigiama diamagnetine anizotropija) turėtų būti orientuotos skirtingai. Greitai atvėsus lauke, poveikis nepastebimas, nes šiuo atveju kompleksinė molekulė elgiasi kaip viena visuma. Erbio kompleksų, turinčių teigiamą magnetinę anizotropiją (2 lentelė), būdingi atspindžių pločio pokyčiai fazės perėjimo metu vyksta sinchroniškai, kaip ir vienfazėje sistemoje, nes nėra jokio konflikto, susijusio su centrinės dalies orientacija. dalis kompleksinių ir periferinių ligandų grupių magnetiniame lauke (12 pav.). Ryžiai. 12 Dy (kairėje) ir ErII (dešinėje) kompleksų plačiakampio () ir mažojo kampo () maksimumų pusės pločių priklausomybės nuo temperatūros. Orientacija su lėtu (,) ir greitu (,) aušinimu 1,2 T magnetiniame lauke. Kai Dy kompleksas SmC fazėje yra orientuotas pastoviu elektriniu lauku, pastebima tendencija pastebimai mažėti sluoksnio periodas, o žemos temperatūros fazėje sluoksnio periodas sutampa su šlyties molekule kaip ir SmB fazėje. Šiuo atveju nepastebima jokių pastebimų mažo kampo atspindžių pločio pokyčių fazinio perėjimo metu, o plačiakampių atspindžių plotis po fazės perėjimo toliau ženkliai didėja. Priežastis yra orientacijos mechanizme. Nuolatiniame elektriniame lauke teigiamos dielektrinės anizotropijos komplekso molekulės linkusios orientuotis lygiagrečiai laukui. SmC fazėje dėl žymiai padidėjusio laidumo, kuris yra maksimalus išilgai sluoksnių, yra tendencija jiems suktis išilgai lauko. Dėl orientacinio konflikto padidėja sluoksnio molekulių pasvirimas. Kompleksų rentgeno fotografija atvėsus iki –15оС parodė, kad jie nesikristalizuoja, o išlaiko smektinę struktūrą su struktūriniais sluoksniais (SmF arba SmB) sustiklėję. Remiantis šiuo faktu, galima tikėtis, kad daugiasluoksnė LB plėvelių struktūra bus tokia pat konservatyvi. Ir izotermos, gautos formuojant Langmuir sluoksnius lantanido kompleksų pagrindu, yra to paties tipo, pav. 13. Jiems būdingas nulinis pradinis slėgis ir daugybė posūkių, rodančių sudėtingą struktūrinių ir fazių transformacijų pobūdį plūduriuojančiame sluoksnyje, kurią sukelia kompleksų konformacijos pasikeitimas, kuris keičiasi iš pailgos (skysčiu išsiplėtusioje fazėje). ) iki labai stipriai išlenktų (kondensuotoje fazėje). Pirmoji izotermos plynaukštė atitinka kondensuoto vienasluoksnio sluoksnio virsmą dvisluoksniu, o antrasis – struktūrinius pokyčius, susijusius su kompleksų konformacijos pasikeitimu viršutiniame dvisluoksnės struktūros sluoksnyje iš vėl sulenkto į pailgą (į šiuo atveju molekulės stovi ant uodegų). Padidėjusi pofazės temperatūra arba vienasluoksnio sluoksnio suspaudimo greitis sukelia plokščiakalnio degeneraciją ir fazių perėjimų poslinkį į didelius plotus vienoje molekulėje. Tokiais atvejais plūduriuojantis sluoksnis tampa mažiau stabilus dėl didesnio nevienalytiškumo. Vėlesni LB plėvelių tyrimai pagal kompleksus parodė, kad jų struktūra priklauso nuo nusodinimo slėgio, lentelė. 3. Esant žemam perdavimo slėgiui (iki plokščiakalnio) į smectą panašios struktūros susidaro trumpesniu periodu (didesnis molekulių polinkis) nei esant didesniam slėgiui (virš pirmojo plokščiakalnio), kai LB plėvelės struktūra yra labai artima žemos temperatūros smektiko struktūrai masiniame mėginyje. Esant slėgiui virš antrojo plokščiakalnio, plaukiojančiame sluoksnyje dėl jo nehomogeniškumo gali egzistuoti įvairių tipų struktūros, lentelė. 3. Skystųjų kristalų struktūros gebėjimas reaguoti į magnetinį lauką buvo panaudotas kuriant makroskopiškai labiau tvarkingas plonas lantanido kompleksų plėveles, nei siūlo standartinė LB technologija. Įtraukus magnetinį lauką formuojant plūduriuojantį sluoksnį (11 pav.), atsiranda galimybė gauti dviašės tekstūros plėvelės struktūras. Suprojektuotas magnetinis tvirtinimas leidžia sukurti lauką, kurio indukcija B = 0,05 T (H = 4 · 104 A / m). Kaip rodo kritinio Fredericksz lauko apskaičiavimas (Hc = 2 · 102 A / m), to pakanka mezogeninių kompleksų orientacijai pofazės paviršiuje. Dy komplekso LB plėvelių slėgio ir struktūrinių duomenų perdavimas. Refleksas d, I, rel. vienetų Refleksas d, I, rel. vienetų Refleksas d, I, rel. vienetų Kai Langmuir sluoksniai susidaro kompleksų pagrindu, esant magnetiniam laukui, izotermose atsiranda daug būdingų skirtumų, pav. 15. Tai vėlesnė slėgio padidėjimo pradžia pradiniame pav. 14. Magnetinio lauko konfigūracija pav. 15. -Tb komplekso izotermos, projekcijos į vonios LB plokštumą. 1 - vonios šonai, gauti formuojant monosluoksnius, 2 - barjeras, 3 - plokštė be lauko (a) ir esant magnetiniam monosluoksnio susidarymo etapui, sumažėjęs vieno sluoksnio ilgis. 1-2 sekcija, atitinkanti vienasluoksnio sluoksnio dujinę fazę, greitesnis slėgio padidėjimas po perėjimo į skysčiu išsiplėtusią fazę (2-3 skyrius), poslinkis į mažesnius būdingų vingių ar plokščiakalnių plotus kondensuotoje izotermuose. būsena (3-4 dalis izotermoje atitinka 1-ąją kondensuotą fazę, o 4-5 - dvisluoksnio susidarymo stadiją). Čia pasireiškia molekulių užsakymo lauke efektas – įpakavimas tampa tankesnis. Magnetinio lauko poveikis pasireiškia ir LB plėvelių struktūroje. Taigi Dy ir Tb kompleksų plėvelėse, gautose esant žemam (6 mN / m) slėgiui, tarpsluoksnių periodai pastebimai padidėja ir tampa lygūs plėvelių, gautų esant aukštam (19 mN / m) slėgiui, periodui. Tuo pačiu metu elektronų difrakcijos eksperimentas rodo tekstūros atsiradimą plėvelės plokštumoje, Fig. 16-b. Tačiau dviašę plėvelę galima gauti tik taikant monosluoksnius santykinai žemu slėgiu (mN / m). Priežastis slypi konformaciniame molekulių atsipalaidavime. Esant aukštam slėgiui, viename sluoksnyje esančio komplekso molekulės stipriai išlinksta, o atsiskyrus nuo vandens paviršiaus, ištiesėja, sunaikinant lauko nustatytą azimutinę orientaciją. Esant žemam slėgiui, molekulės yra silpnai sulenktos, o konformacinis atsipalaidavimas nėra toks katastrofiškas azimutinei orientacijai. Dviašę tekstūrą filme taip pat galima gauti naudojant svečio-šeimininko efektą. Situacija, kai slankiojo vienasluoksnio sluoksnio formavimosi stadijoje esant magnetiniam laukui svečių molekulės buvo orientuotos į komplekso molekules, buvo įgyvendinta siekiant gauti itin plonas plėveles su plokščia anizotropija įvairiose sistemose. Taigi ErII komplekso - tetrapakeisto porfirino mišinio, kurio molinė koncentracija 1:2,4, heteromolekulinių plūduriuojančių sluoksnių pagrindu buvo gautos atitinkamai optiškai anizotropinės LB plėvelės su pakankamai aukšta anizotropija (orientacijos laipsnis S = 0,84). Šioje sistemoje komplekso molekulės buvo orientuotos ne pagal atskiras porfirino molekules, o pagal jų agregatus, kaip rodo plokščiakalnis atsiradimas pradinėje -A izotermos srityje, kuri šiaip labai panaši į porfirino izotermą. ErII kompleksas. Norint sukurti LB plėveles su tam tikra plokštuminio laidumo anizotropija, buvo naudojamas trinarės sistemos vainiko eterio – natrio laurinato – terbio kompleksas (molinis santykis svyravo atitinkamai nuo 1:2:1 iki 100:200:1). Visų molekulių suderinamumas bendroje struktūroje buvo pagrįstas tuo, kad vainiko eterio - natrio laurinato ir terbio komplekso mišinys (nagrinėtas anksčiau) sudaro pasvirusias kvazi-www.sp-department.ru dvimates sluoksnių struktūras su ne per daug. skirtingi LB filmo laikotarpiai. Neigiama terbio komplekso molekulių magnetinė anizotropija lemia tai, kad plūduriuojančiame sluoksnyje esančios molekulės yra orientuotos statmenai magnetiniam laukui, todėl anizometrinės vainiko eterio molekulės orientuojasi taip pat. Laidžių kanalų orientacija šiuo atveju turėtų užtikrinti didžiausią elektros laidumą kryptimi, lygiagrečia magnetinio lauko linijoms. Kad jonams laidūs kanalai LB plėvelėje būtų orientuoti išilgai sluoksnio, vainiko eterio molekulės (jų generatoriai) turi būti pakreiptos į kraštą, o tai atitinka struktūrinius modelius, nustatytus tiriant plėveles vainikinių eterių pagrindu. ir vainiko eterio mišinys – natrio laurinatas. Perkeliant vienasluoksnį ant kieto pagrindo, išlaikoma laidžių kanalų azimutinė orientacija, kuri patvirtinama ne tik elektroniniu būdu, bet ir tiesioginiais LB plėvelių plokštuminio laidumo matavimais skirtingomis kryptimis (17 pav.). Panašūs rezultatai gauti ir LB plėvelėms, pagrįstoms trinarės sistemos pakaitais DB24crown8 – fullereno C60 – terbio kompleksu. Ryžiai. 17. Karūninio eterio - natrio laurinato - terbio komplekso su skirtingais komponentų moliniais santykiais magnetinio lauko išilgai (A kryptis) ir skersai (B kryptis) mišinio LB plėvelės elektrodų konfigūracija ir elektrinis laidumas (G). Go yra švaraus pagrindo laidumas. Plėvelės plokštuminio laidumo anizotropija didėja mažėjant terbio komplekso molekulių koncentracijai mišinyje, pav. 17. Taip yra dėl to, kad sumažėja šių molekulių trikdantis poveikis laidžių kanalų struktūrai. Tuo pačiu metu milžiniški terbio komplekso mo molekulių magnetiniai momentai, net ir esant santykinai mažai koncentracijai, leidžia orientuoti domeno struktūrą, kurią sudaro vainiko eterio molekulės - natrio laurinatas arba vainiko eteris - C60 kompleksai. Pagrindiniai rezultatai ir išvados 1. Įrodyta, kad mezogeninių akrilatų suformuotose poliarinės simetrijos struktūrose dipolio momentų kompensacija gali vykti ne tik atskirų molekulių lygyje, bet ir formuojantis iš poliarinių molekulių dimerams. Chiralinio fragmento buvimas steriškai neleidžia kompensuoti ryšių dipolio momentų tiek molekulėje, tiek molekulinėje pakuotėje. C = O grupės pridėjimas prie molekulės uodegos keičia molekulinės pakuotės pobūdį; dėl dipolio ir dipolio sąveikos struktūra tampa konservatyvesnė azimutalinio detuningo atžvilgiu (o tai paaiškina poliarinio Cr- H * fazė) ir fazių atskyrimas (chiralinių ir achiralinių akrilatų LC mišiniuose). Padidėjus mišinių achiralinio komponento ilgiui, susidaro įprastas smektikas su persidengiančiomis molekulėmis gretimuose sluoksniuose. Didelis azimutinis derinimas yra svarbus veiksnys, neleidžiantis susidaryti poliariniams sluoksniams šiose fazėse. 2. Nustatyta, kad homopolimerai ir kopolimerai, gauti chiralinių ir achiralinių akrilatų bei jų mišinių pagrindu, sudaro smektines struktūras su poliniais dvisluoksniais sluoksniais. Chiralinių ir achiralinių komponentų pasiskirstymas dvisluoksniuose sluoksniuose priklauso nuo jų koncentracijos santykio kopolimere. Esant skirtingiems chiralinių ir achiralinių komponentų ilgiams kopolimere ir nevienodam jų santykiui dvisluoksniuose sluoksniuose, būdingi struktūriniai pokyčiai pastebimi to paties tipo smektinių fazių viduje (tam tikro mikrofazių atskyrimo atvejis). Sraigtinės struktūros žingsnis padidėja, kai dvisluoksniuose sluoksniuose nuo vienodo iki nevienodo chiralinių ir achiralinių komponentų santykio. Esant mažai chiralinio komponento koncentracijai, stebima ševrono struktūra (CPL1-325). Kopolimerų orientavimo būdas turi pastebimą poveikį jų struktūrai. Orientuojant su pastoviu elektriniu lauku iki 1106 V/m, spiralinė struktūra lieka nesusukta, sluoksnio struktūros orientacijos laipsnis yra didesnis nei magnetiniame lauke. Magnetinės orientacijos atveju kopolimero šoninių grupių orientacijos laipsnis ir jų transliacinė tvarka yra aukštesni. 3. Įrodyta, kad esant vienodam chiralinių ir achiralinių komponentų santykiui kopolimere, energijos skirtumas tarp polinės ir nepolinės būsenos yra minimalus, o tai gali palengvinti mėginio poliarizaciją elektriniame lauke (kuris turėtų būti žymiai didesnis nei 1106 V/m). 4. Parodyta, kad LB plėvelės, susidariusios iš šukos tipo polimero molekulių, rentgeno amorfinės struktūros priežastis yra ribotas pagrindinės grandinės lankstumas, dėl kurio susidaro laisvas ir nelygus plūduriuojantis sluoksnis. vandens paviršiuje. Naudojant tarpinius monosluoksnius, suformuotus, pavyzdžiui, švino stearato pagrindu, galima atskirti atskirus sluoksnius LB plėvelėje ir radiografiškai matyti taisyklingą daugiasluoksnę struktūrą. 5. Nustatyta, kad parapakeisti bifenilai sudaro monosluoksnius, kurie yra tankesni ir atsparesni griūtims nei fenilbenzoatai. Bifenilo komponento koncentracijos padidėjimas plūduriuojančiuose vienarūšiuose mišinių sluoksniuose taip pat padidina jų stabilumą. Molekulių uodegos fragmento struktūra labiausiai įtakoja monosluoksnių tankį ir stabilumą: karbonilo grupės buvimas uodegoje ir jos ilgio padidėjimas lemia monosluoksnių ir bifenilų bei fenilbenzoatų tankio ir stabilumo padidėjimą. 6. Įrodyta, kad naudojant LB technologiją iš mezogeninių parapakeistų bifenilų ir jų mišinių su fenilbenzoatais galima suformuoti taisyklingas poliarines plėveles. Šiuo atveju atskleidžiamas tam tikras koreliacijos buvimas LB plėvelių struktūroje ir tiriamų junginių tūrinių fazių struktūroje. Kvazi-dviejų dimensijų LB plėvelių struktūros stabilizavimas UV polimerizacijos būdu įmanomas tik tuo atveju, jei molekulių galiniai fragmentai neatskleidė C = C jungčių. 7. Nustatyta, kad homo- ir heteromolekulinių plaukiojančių vienasluoksnių sluoksnių polimerizacija UV spinduliais, kaip taisyklė, yra lydima jų susitraukimo ir lemia stabilumo padidėjimą. Tačiau esant dideliam molekulių pakreipimui į monosluoksnį, po UV spinduliavimo susidariusios polimero šoninės grupės krenta ant vandens paviršiaus, o monosluoksnis pradeda griūti beveik tuo pačiu metu, kai prasideda gniuždymo barjero judėjimas. . Teorinė fizika Baigiamojo darbo fizinių ir matematikos mokslų kandidato laipsniui gauti SANTRAUKA Novosibirskas – 2011 Darbas atliktas Novosibirsko valstybiniame technikos universitete Fizikos ir technologijos taikomosios ir teorinės fizikos katedroje ... " «Atkarskaja Agata Sergeevna Tiesinių grupių virš asociatyvinių žiedų izomorfizmas Specialybė 01.01.06 Matematinė logika, algebra ir skaičių teorija Fizinių ir matematikos mokslų kandidato darbo SANTRAUKA 2014 m. Darbas atliktas Algebros aukštojo fakulteto katedroje mechanikos ir matematikos, FSBEI HPE" Maskvos valstybinis universitetas, pavadintas M. V. Lomonosovo vardu "...". „Ponomarevas Ivanas Viktorovičius JONIZACIJOS SPINDULIAVIMO DETEKTORIŲ STRUKTŪROS, PAGRINDAMOS EPITAKSINIU ARSENIDU GALIU, specialybė 01.04.10 - puslaidininkių fizika SANTRAUKA Fizinių ir matematikos mokslų kandidato laipsnio baigiamojo darbo SANTRAUKA fizikos ir matematikos mokslų kandidato laipsniui gauti Tomsko Valstybinis universitetas Sibiro katedros institutas Technika..." «MIRONOVAS GENADIJAS IVANOVICHUS DVIMAČIŲ IR NANOSKALĖS SISTEMŲ SU STIPRIOSIOS KOORELIACIJOS TEORIJA HUBBARD MODELYJE 04/01/02 - teorinė fizika Disertacijos santrauka Fizinių ir matematikos mokslų daktaro laipsniui gauti -22 atliktas Kazanės darbas08 Kazanės valstybinio universiteto Teorinės fizikos katedroje Į IR. Uljanova-Leninas Mokslinis konsultantas: fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius Borisas Ivanovičius Kochelajevas Oficialūs oponentai: ... " "ARBUZOVAS ANDREY ALEKSANDROVICH Dielektrinių spektrų, apibūdinamų trupmeninės galios išraiškomis su realiaisiais ir kompleksiniais konjuguotais rodikliais, teorija ir analizės metodai Specialybė: 01.04.02 - teorinė fizika Fizinių ir matematikos mokslų kandidato darbo baigiamojo darbo SANTRAUKA 2009 Kazanė - Kazanės valstybinės aukštojo profesinio mokymo įstaigos fizika ... " "MUTINA Albina Rišatovna VN RYTAS E GRADI LT MAGNETINIAI LAUKAI JUMS X APLINKOS PORIS: E KSPERIM EN TALNO E ISSL EEDOVANI E Specialybė 01.04.07 - Kondensuotųjų medžiagų fizika Fizikos ir matematikos disertacijos kandidato santrauka mokslai Kazanėje 2007 Molekulinės fizikos katedroje ... " „Disertacija fizinių ir matematikos mokslų kandidato laipsniui gauti Tomskas 2007. Darbas atliktas Tomsko valstybinio universiteto Kvantinio lauko teorijos katedroje. Moksliniai patarėjai: fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius Semnas Leonidovičius ... „Selivanovas Nikita Ivanovičius Tarpmolekulinių sąveikų įtaka pakeisto akridino, kumarino ir Nilo raudonojo fotoprocesams tirpaluose ir plonose plėvelėse 02.00.04 - fizikinė chemija Chemijos mokslų kandidato disertacijos santrauka Tomskas - 2011 m. Chemijos fakulteto Fizinės ir koloidinės chemijos katedroje ir Tomsko valstybinio universiteto molekulių fotofizikos ir fotochemijos laboratorijoje Mokslinis patarėjas: kandidatas ... " «Plešinskis Ilja Nikolajevičius Helmholtzo lygties ir Maksvelo lygčių sistemos ribinių verčių uždaviniai ir konjugacijos uždaviniai 01.01.02 - diferencialinės lygtys Autoriaus fizinių ir matematikos mokslų kandidato laipsnio baigiamojo darbo santrauka Kazanė - Darbas atliktas 2007 m. valstybinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga Kazanės valstybinis universitetas, pavadintas ... Į IR. Ulyanova-Lenin fizinių ir matematikos mokslų daktaras, ... " Ruslanas Magomedtakhirovičius Gadirovas Eksperimentiniai ir kvantiniai-cheminiai fotoprocesų tyrimai pakeistame kumarine 02.00.04 - fizikinė chemija Chemijos mokslų kandidato disertacijos santrauka Tomskas - 2007 Valstybinė aukštojo profesinio mokymo įstaiga Tomsko valstybinis universitetas ... " „KRUTIKOVA Alla Aleksandrovna KOMPOZICINIŲ MEDŽIAGŲ SPEKTRALINĖ ANALIZĖ NANOKRISTALINIU SILICIU Specialybė: 02.00.02 - Analitinė chemija Chemijos mokslų kandidato disertacijos SANTRAUKA Maskvos – 2007 m. Maskvos valstybės mokslai. M.V. Lomonosovas Mokslinis vadovas: chemijos mokslų daktaras, profesorius Anatolijus A. Iščenko oficialus ... " "Lopukhova Svetlana Vladimirovna ASIMPTOTINIAI IR SKAIČIŲ METODAI SPECIALIŲJŲ UNIFORMŲ ĮVYKIŲ STRAUKŲ TYRIMO METODAI 05.13.18 Matematinis modeliavimas, skaitiniai metodai ir programų kompleksai Tomsko matematikos katedros fizinių ir matematikos mokslų kandidato laipsnio baigiamojo darbo santrauka katedros darbas ir kibernetika GOU VPO Tomsko valstybinio universiteto mokslinis ... " "Wang Qingsheng NANOSTRUKCŪRINĖS KATODINĖS MEDŽIAGOS, PAGRINDANČIOS Li2FeSiO4, KŪRIMAS LIČIOJONŲ AKUMULIATORIŲ KŪRIMAS Specialybė 05.16.01 - Metalų ir lydinių metalurgija ir terminis apdorojimas Sankt Peterburgo technikos mokslų kandidato disertacijos SANTRAUKA 2014 m. švietimas Sankt Peterburgo valstybinis politechnikumas ... " „LUNEVAS IVANAS VLADIMIROVICHAS VANDENILINIŲ SPRENDIMŲ STRUKTŪROS IR DIPOLINIO JUDUMO TYRIMAI LAIKINOS DIELEKTRINĖS SPEKTROSKOPIJOS METODAIS Specialybė 01.04.03 - Kazanės universiteto Radiofizikos disertacija0 Anotacija0. Fizinių ir matematikos mokslų kandidatas, vadovas: docentas Yu.A. Gusevas; kandidatas...“ "KHAZIRISHI ENVER OSMANOVICH KVADRATĖS FORMULĖS, SKIRIAMS VIENKARŠIAI INTEGRALIAI IR TIESIOGINIAI SPECIALIŲJŲ INTEGRALIŲ LYGČIŲ SPRENDIMO METODAI Specialybė 01.01.01 - matematinė analizė Kazachstano mokslų ir matematikos matematikos ir matematikos fizikos ir matematikos matematikos universiteto kandidato kandidato baigiamojo darbo santrauka. , profesorius Gabdulkhaev Bilsur Gabdulkhaevich ... " "Shompolova Olga Igorevna Optimalus tiesinių sistemų su netaisyklingais mišriais apribojimais valdymas ir optimalios trajektorijos geometrijos nustatymas Specialybė 05.13.01 - Sistemų analizė, valdymas ir informacijos apdorojimas (pramonė) Fizinių ir matematinių mokslų kandidato laipsnio baigiamojo darbo SANTRAUKA mokslai Maskva - 2012 M. DARBAS, ATLIKTI FEDERALINĖJE VALSTYBĖS BIUDŽETO MOKSLO INSTITUCIJOJE KOMPIUTERIŲ CENTRE IM. A.A. DORODNITSYNA RUSŲ ... " «UDC 517.917 BYKOVA TATIANA SERGEEVNA LYAPUNOVSKAYA TIŠINĖS SISTEMOS REDUKCIJA SU POVEIKIu 01.01.02 Diferencialinės lygtys Fizinių ir matematikos mokslų kandidato baigiamojo darbo SANTRAUKA Atliktas Izhevsk Vvalst. Mokslinis patarėjas: fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius Jevgenijus Leonidovičius Tonkovas Oficialūs oponentai: fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius ... " „Garnaeva Guzel Ildarovna OPTINIS PEREINAMOSIOS POVEIKIS NEŠVEIDUOSE KRISTALUOSE ESANT IŠORĖS NEHOMOGENINIŲ ELEKTROMAGNETINIŲ LAUKŲ Specialybė 01.04.05 - optika Profesinių mokslų kandidato laipsniui gauti SANTRAUKA. . „Kutuzovas Aleksandr Sergejevičius KONDO-LAIDŽIŲ IR SUPERLAIDIŲ KOUPRATO SU YTTERBIO JONAIS MAGNETINĖS SAVYBĖS IR SUKIKIMO KINETIKA 01.04.02 - Teorinė fizika Darbo Kazanės valstybinio vardo universiteto kandidato laipsniui gauti santrauka. Į IR. Uljanovas-Leninas. Mokslinis patarėjas: fizinių ir matematikos mokslų daktaras, profesorius Kochelajevas Borisas Ivanovičius Oficialus ... " Monomolekulinių ir daugiamolekulinių plėvelių formavimo metodą praėjusio amžiaus ketvirtajame dešimtmetyje sukūrė Irvingas Langmuiras ir jo mokinė Katharina Blodgett. Šiuo metu ši technologija, vadinama Langmuir-Blodgett metodu, aktyviai naudojama šiuolaikinių elektroninių prietaisų gamyboje. Pagrindinė metodo idėja yra amfifilinės medžiagos monomolekulinio sluoksnio susidarymas vandens paviršiuje ir vėlesnis jo perkėlimas į kietą substratą. Vandeninėje fazėje amfifilinės medžiagos molekulės yra oro ir vandens sąsajoje. Paviršiniam monomolekuliniam sluoksniui susidaryti paviršinis sluoksnis suspaudžiamas specialių stūmoklių pagalba (žr. 1 pav.). Vykdant nuoseklų izoterminį suspaudimą, pasikeičia monomolekulinės plėvelės struktūra, kuri praeina per daugybę dvimačių būsenų, sutartinai vadinamų dujų, skystųjų kristalų ir kietųjų kristalų būsenomis (žr. 2 pav.). Taigi, žinant plėvelės fazių diagramą, galima valdyti jos struktūrą ir susijusias fizikines bei chemines savybes. Plėvelė perkeliama ant kietos atramos panardinant į tirpalą ir vėliau iš jo pašalinant plokščią pagrindą, ant kurio susidaro paviršiaus plėvelė. Monomolekulinės plėvelės perkėlimo procesas gali būti kartojamas daug kartų, taip išgaunant skirtingus daugiamolekulinius sluoksnius. 
Langmuiro filmo atradimo istorija
Langmuiro filmų tipai
Mezogenų struktūra masiniuose mėginiuose ir Langmuir-blogett filmuose
ALEKSANDROVAS ANATOLIUS IVANOVIČIUS
MEZOGENŲ STRUKTŪRA TŪRIO MĖGINIUOSE
IR LENGMUIR BLOGETT FILMAI
kitaip Langmuir-Blodgett filmai; Langmuir-Blodgett metodas(angl. santrumpa, LB) - technologija, skirta gauti mono- ir daugiamolekulines plėveles perkeliant ant kietų Langmuir plėvelių (skysčio paviršiuje susidarančių junginių monosluoksnių).
apibūdinimas
Iliustracijos
Autoriai
Šaltinis
