Organize yapıların modelleri olarak Langmuir blog filmleri. Langmuir-blogett teknolojisi. Film üretimi için tesisler
amfifilik maddeler
amfifiller - kimyasal maddeler hem hidrofilik hem de hidrofobik kısımlara sahiptir. Genellikle suda çözünmezler. Hidrofobik grup, CH3 (CH 2) n (n> 4) gibi bir zincire sahip büyük bir hidrokarbon parçasıdır. Hidrofilik grup, anyonik karboksilatlardan (RCO 2 -), sülfatlardan (RSO 4 -), sülfonatlardan (RSO 3 -) ve katyonik aminlerden (RNH 3 +) oluşabilir. Gliserol, DPPC fosfolipitleri, vb. Gibi zwitteriyonik hidrofilik gruplar da vardır. Ek olarak, proteinler ve enzimler gibi birkaç hidrofilik ve hidrofobik gruba sahip moleküller vardır. Aşağıda hava-su arayüzündeki tipik amfifillere bir örnek verilmiştir.
Langmuir tek katmanlı
Bir Langmuir tek tabakası, sulu bir alt faz üzerinde dağılmış bir çözünmeyen organik madde molekülünün kalın bir tabakasıdır. Monomoleküler katmanlar iyi çalışılmıştır ve sıvı faza bir tek katman uygulandığında oluşan Langmuir Blodgett filmlerini (LB filmleri) oluşturmak için kullanılır.
Gibbs tek katmanlı
Gibbs tek tabakası kısmen çözünür bir amfifildir. Langmuir'in tek tabakasından sadece çözünürlükte farklıdır. Bir Langmuir tek tabakasını oluşturmak için kullanılan maddeler çözünmezdir, bu nedenle moleküller hava-su ara yüzüne yerleşir. Bir Gibbs tek tabakasında, molekül suyun yüzeyinin üzerinden "sıçrayır". Bununla birlikte, kesinlikle çözünmeyen maddeler doğada çok nadir bulunduğundan, bu tek tabakalar arasında katı bir ayrım çizgisi yoktur. Bu iki tek tabakanın ayrılması ancak deneysel bir ölçek kullanılarak su derinliğinde mümkündür.
Langmuir-Blodgett filmleri
Bir Langmuir moleküler filmi, katı bir substratı bir sıvıya daldırmak suretiyle bir sıvının yüzeyinde biriken bir veya daha fazla tekli amfifil tabakası içerir. Her yeni tek tabaka, her yeni daldırma ve ekstraksiyon ile uygulanır, bu da çok hassas kalınlık değerlerine sahip moleküler filmlerin oluşumuna izin verir. Tek tabakalar genellikle polar moleküllerden oluşur - hidrofilik bir baş ve hidrofobik bir kuyruk (örnek: yağ asitleri).
Bu fenomen 1918'de Langmuir ve Catherine Blodgett tarafından keşfedildi, bundan 16 yıl sonra deneyin tekrarlanmasının çok katmanlılığa yol açtığı bulundu.
Aşağıda dikey kaldırma yöntemiyle üretilen 3 tip Langmuir filmi bulunmaktadır.
Ayrıca Schaeffer yatay kaldırma yöntemi de vardır. Burada kanal sıvının içine yatay olarak iner, tek tabakaya dokunur ve filmi kaldırmak için yatay olarak hareket eder. Bu durumda, oluk doğada hidrofobik olmalıdır.
Yukarıda Schaeffer kaldırma yönteminin şematik bir diyagramıdır.
Yüzey basıncı p olarak tanımlanır p = S 0 - S f, burada S 0 ve S f - yüzey gerilimi temiz hava-su arayüzü ve üzerine dağıtılmış malzeme ile alt faz. Bu aslında hava-su ara yüzeyine başka bir molekülün eklenmesi nedeniyle suyun yüzey gerilimindeki bir değişikliktir.
İzoterm Basıncı (TT) - Alan (A)
Bir izoterm, sabit bir sıcaklıkta bir yüzey basıncı eğrisinden ve bir molekülün alanından oluşur. Eğimler ve bükülmeler faz geçişlerini gösterir.
İzotermli şekilde, sıkıştırılabilirlik açısından farklılık gösteren farklı alanları gözlemleyebilirsiniz. İlk olarak, düşük basınçlarda moleküller gaz fazındadır (G). Ardından artan basınçla birlikte bir sıvı görünüm alanı (LE) belirir. Basınçta daha da büyük bir artışla, bir sıvı kondensat bölümü ortaya çıkar. Ayrıca artan basınçla bir katı faz (S) gözlenir. Sonuçta, basınçtaki bir artış, tek tabakanın kararsız hale gelmesine ve basınçta keskin bir düşüşle çökmesine neden olur. Belirli bir molekül için her adım, karakteristik sıcaklığına ve sıkıştırma hızına bağlıdır.
İletim oranı şu şekilde tanımlanır: tr = Am / As, nerede Ben- biriktirme sırasında tek tabakanın azaltılması, Olarak substratın kapsama alanıdır. Mükemmel bir şekilde tr = 1.
kararlılık diyagramı
Kararlılık eğrisi, sabit basınçta zamanla tek tabaka alanındaki nispi değişimdir. Sabit basınçta alan (A) ile zamana (T) karşı ölçülerek bir kararlılık eğrisi elde edilebilir. Eğri, tek katmanın ne kadar kararlı olduğunu gösterir ve aynı zamanda belirli bir zamanda tek katmanda hangi süreçlerin meydana geldiğini yargılamaya izin verir. Stabilitenin ana özellikleri de burada gösterilmektedir.
Basınç - zaman grafiği (P - V - T)
Bu, tek tabakalı bölgenin sabit ve kararlı olması koşuluyla, zaman içindeki basınç değişikliklerinin bir grafiğidir. Grafiğin ana işlevi, önceden hazırlanmış tek katmanlı yüzeylerde alt fazda bulunan su moleküllerinin adsorpsiyon kinetiğini ölçmektir. Aşağıdaki şekil, çeşitli lipid tek tabakaları (oktadesilamin, stearik asit, DPPC) üzerinde protein adsorpsiyonunun (yumurta albümini) kinetiğini göstermektedir.
Yüzey basıncını ölçmek için iki Wilhelmy plakası kullanılır. Biri kağıt filtre şeklinde, diğeri ise pürüzlü yüzeyli bir plaka şeklinde yapılır. Bizim durumumuzda, tamamen su ile kaplanmış ve aslında alt fazın devamı haline gelmiş bir filtre kağıdı plakası kullanılmaktadır. Burada temas açısının sıfır olacağına dikkat edilmelidir. Ek parçanın platin yüzeyi kumlama ile zımparalanmalıdır. Pürüzlü platin plaka suyla tamamen ıslanır, bu nedenle temas açısı sıfırdır. Pürüzsüz bir yüzeyde sıfır temas açısı elde edilmeyecektir. Plaka çok ince olmalıdır. Plakanın genişliği kural olarak 1 cm'ye eşit alınır.
Uzunluğu l, genişliği w ve kalınlığı t olan bir levhayı 1 saat suda bekletin. Daha sonra ortaya çıkan F kuvveti devreye girer ve plakaya etki eder.
nerede rho- levhanın yoğunluğu, 0- suyun yoğunluğu, G- yerçekimi ivmesi.
Yüzey basıncı şimdi belirlenir p = S 0 - S f, nerede 0 ve S f- malzeme ile saf alt fazın ve alt fazın yüzey gerilimi.
Bir alt faza etki eden kuvvetin ölçümü aşağıdaki gibi ifade edilir:
DF = 2 (w + t). DS = 2 (w + t) p(dikkate alınarak h = sabit, qc ~ 0 Peki neden çünkü qc = 1)
Plaka çok ince ise, yani T kıyasla önemsiz w ve eğer levha genişliği w = 1 cm, sonra DF = 2 p veya p = DF / 2.
Böylece, bu koşullar altında, yüzey basıncı, temiz suda sıfırlandıktan sonra mikro terazide ölçülen ağırlığın yarısı kadardır.
Yüzey gerilimi
Yüzey gerilimi, yüzeyin sıkışma eğiliminde olması ve gerilmiş elastik bir zarın özelliklerini kazanması nedeniyle, yüzey üzerindeki veya yakınındaki asimetrik moleküllerin kohezyon kuvvetine dayanan sıvıların bir özelliğidir.
Aşağıda 293K'da çeşitli sistemlerdeki yüzey gerilimi değerleri verilmiştir (Weast, R.C. (Ed.). Handbook of Chemistry and Physics, 61st ed. Boca Raton, FL: CRC Press, s. F-45, 1981.).
Belirli bir sıcaklıkta hava-su ara yüzeyindeki yüzey gerilimindeki değişim (Weast, R.C. (Ed.). Handbook of Chemistry and Physics, 61st ed. Boca Raton, FL: CRC Press, s. F-45, 1981.).
| Sıcaklık˚C | Yüzey gerilimi (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 |
Temas açısı
Bir sıvının katı bir yüzey üzerindeki denge temas açısı, üç fazın (sıvı, katı ve gaz) temas hattında ölçülür.
Örneğin, cam üzerindeki bir su filminin temas açısı sıfırdır, ancak bir su filmi yağlı veya plastik bir yüzeyde ise temas açısı 90 °C'den fazla olabilir.
Hidrofobik yüzeyler (Şekil A), su ile temas açısının 90°C'yi geçtiği yüzeylerdir. Su ile temas açısı 90 ° C'den az ise, yüzey hidrofilik olarak kabul edilir (Şekil B).
Monomoleküler filmlerin modern kavramlarının temelleri, A. Pockels ve Rayleigh'in çalışmalarında atıldı. geç XIX- XX yüzyılların başlangıcı.
Yağ ile kirlendiğinde su yüzeyinde meydana gelen olayları inceleyen Pockels, suyun yüzey geriliminin değerinin, su yüzeyinin alanına ve su yüzeyine uygulanan yağın hacmine bağlı olduğunu buldu.
Pockels tarafından elde edilen deneysel sonuçları açıklayan Rayleigh, bir su yüzeyine yeterince küçük bir hacimde yağ uygulandığında, monomoleküler bir katmanda kendiliğinden yayıldığını ve su yüzey alanı kritik bir moleküle düştüğünde, yağların oluştuğunu, birbirine dokunduğunu öne sürdü. birbirine sıkıca paketlenmiş bir yapı, bu da suyun yüzey gerilimi değerlerinin azalmasına yol açar.
Monomoleküler filmlerin çalışmasına en büyük katkı I. Langmuir tarafından yapılmıştır. Langmuir, bir sıvının yüzeyinde yüzen tek tabakaların sistematik çalışmasını üstlenen ilk kişiydi. Langmuir, 1917'de sürfaktanların varlığında sulu çözeltilerin yüzey gerilimini düşürme deneylerinin sonuçlarını açıkladı. Tek tabakalı (Langmuir dengesi) iç basıncın doğrudan ölçümü için bir cihaz tasarımı geliştirdi ve monomoleküler tabakaları incelemek için yeni bir deneysel yöntem önerdi. Langmuir, polar moleküller olan suda çözünmeyen birçok amfifilik maddenin organik madde hidrofilik bir kısım - "kafa" ve bir hidrofobik kısım - "kuyruk" içeren, yüzey gerilimini azaltmak için su yüzeyi üzerinde monomoleküler bir tabaka halinde yayılabilir. Yüzey basıncının (bir tek tabakadaki yüzey basıncı - tek tabakalı alana sıkıştırmayı önleyen filmin moleküller arası itme kuvvetinin tek tabakanın birim uzunluğuna (N / m) oranı) bağımlılığını inceleyen Langmuir, çeşitli maddelerin varlığını keşfetti. tek tabakanın faz durumları.
Bir sıvının yüzeyinde çözünmeyen amfifilik maddelerin monomoleküler filmlerine Langmuir filmleri denir.
1930'ların başlarında, C. Blodgett, çözünmeyen yağ asitlerinin monomoleküler filmlerinin katı bir substratın yüzeyine transferini gerçekleştirdi ve böylece çok katmanlı filmler elde etti.
Langmuir yöntemine dayanan Blodgett yaklaşımına Langmuir-Blodgett teknolojisi, bu şekilde elde edilen filmlere ise Langmuir-Blodgett filmleri denir.
İki fazlı bir gaz-sıvı sistemi düşünün.
Fazın hacminde bulunan sıvının molekülleri, çevreleyen moleküllerin yanından çekim kuvvetlerinin (kohezyon) etkisini yaşarlar. Bu kuvvetler birbirini dengeler ve sonuçları sıfırdır. Hava-su arayüzünde bulunan moleküller, bitişik fazların yanından farklı büyüklüklerde kuvvetler yaşarlar. Birim hacimdeki sıvının çekim kuvveti, bir birim hacimdeki havadan çok daha büyüktür. Böylece sıvının yüzeyindeki moleküle etkiyen bileşke kuvvet sıvı fazın hacmine yönlendirilir ve verilen koşullar altında yüzey alanı mümkün olan minimum değere indirilir.
Sıvının yüzeyini arttırmak için sıvının iç basıncını aşmak için biraz çalışmanız gerekir.
Yüzeydeki bir artışa, sistemin yüzey enerjisindeki bir artış eşlik eder - Gibbs enerjisi. Sabit bir p basıncında ve T sıcaklığında dS yüzeyinde sonsuz küçük bir değişiklikle birlikte Gibbs enerji dG yüzeyindeki sonsuz küçük bir değişiklik şu ifadeyle verilir:
Yüzey gerilimi nerede. Böylece yüzey gerilimi
= (G / G) | T, p, n = sabit,
burada n, bileşenlerin mol sayısıdır.
Enerji tanımı: yüzey gerilimi Gibbs'e özgü serbest yüzey enerjisidir. Daha sonra yüzey gerilimi, bir yüzey biriminin oluşumu için harcanan işe eşittir (J / m 2).
Kuvvet tanımı: yüzey gerilimi, kendisine teğet olan ve belirli bir hacim ve koşullar (N / m) için vücudun yüzeyini mümkün olan en aza indirme eğiliminde olan bir yüzey üzerindeki bir kuvvettir.
[J / m2 = N * m / m2 = N / m]
Termodinamiğin ikinci yasasına göre, bir sistemin Gibbs enerjisi kendiliğinden minimum bir değere yönelir.
Sıcaklıktaki bir artışla, gaz-sıvı arayüzünün yüzey geriliminin değeri azalır.
Bir sürfaktan varlığında gaz-sıvı ara yüzeyindeki yüzey geriliminin davranışını ele alalım.
Faz sınırında varlığı yüzey geriliminin değerinde bir azalmaya yol açan maddelere yüzey aktif maddeler denir.
Yüzey aktif maddeler, polar ve polar olmayan gruplardan oluşan asimetrik bir moleküler yapıya sahiptir. Polar grubun bir dipol momenti vardır ve polar faz için bir afinitesi vardır. –COOH, –OH, –NH2, –CHO, vb. grupları polar özelliklere sahiptir.
Yüzey aktif madde molekülünün polar olmayan kısmı bir hidrofobik hidrokarbon zinciridir (radikal).
Yüzey aktif madde molekülleri, sistemin Gibbs enerjisinde bir azalma koşuluna uygun olarak arayüzde kendiliğinden yönlendirilmiş bir tek tabaka oluşturur: polar gruplar sulu (polar) fazda bulunur ve hidrofobik radikaller sulu ortamdan yer değiştirir ve içine geçer. daha az polar bir faz - hava.
Yüzey aktif madde molekülleri, özellikle hidrokarbon radikalleri, hava-su ara yüzeyinde yer almakta olup, su molekülleri ile su moleküllerinin kendi aralarında olduğundan daha zayıf etkileşirler. Böylece, birim uzunluk başına toplam çekme kuvveti azalır, bu da saf bir sıvıya kıyasla yüzey geriliminde bir azalmaya neden olur.
Langmuir filmlerini incelemek ve Langmuir-Blodgett filmlerini elde etmek için kurulum aşağıdaki ana birimleri içerir:
banyo adı verilen bir sıvının (alt faz) bulunduğu bir kap,
banyo kenarları boyunca karşıt hareket eden yüzey bariyerleri,
Tek katmanlı yüzey basıncını ölçmek için Wilhelmy elektronik terazileri,
alt tabakayı hareket ettirmek için cihaz.
Banyonun kendisi genellikle kimyasal inertlik sağlayan ve alt faz sızıntısı olasılığını önleyen politetrafloroetilenden (PTFE) yapılır. Bariyerlerin imalatına yönelik malzeme ayrıca hidrofobik bir floroplastik veya kimyasal olarak inert başka bir malzeme olabilir.
Termal stabilizasyon, suyun banyonun tabanının altında bulunan bir kanal sisteminden sirküle edilmesiyle gerçekleştirilir.
Ünite, yapay bir iklime sahip özel bir odada titreşime dayanıklı bir taban üzerinde yer almaktadır - "temiz oda". Kullanılan tüm kimyasallar en yüksek saflıkta olmalıdır.
Tek katmanlı yüzey basıncını ölçmek için, modern Langmuir-Blodgett cihazları bir yüzey basıncı sensörü - elektronik bir Wilhelmy terazisi - kullanır.
Sensörün çalışması, “alt faz-gaz” arayüzünde tek tabakadaki yüzey basıncı kuvvetinin Wilhelmy plakası üzerindeki etkisini telafi etmek için gereken kuvveti ölçme ilkesine dayanmaktadır.
Wilhelmy plakasına etki eden kuvvetleri düşünün.
W, l, t - sırasıyla Wilhelmy plakasının genişliği, uzunluğu ve kalınlığı; h suya daldırma derinliğidir.
Wilhelmy plakasına etki eden sonuçta ortaya çıkan kuvvet üç bileşenden oluşur: Kuvvet = Arşimet ağırlık-kuvvet + yüzey gerilimi.
F = glwt-'ghwt + 2 (t + w) cos,
Burada, 'sırasıyla plakanın yoğunluğu ve alt faz, temas ıslanma açısıdır, g ivmedir serbest düşüş... Wilhelmy plakasının malzemesi, = 0 olacak şekilde seçilmiştir.
Yüzey basıncı, temiz suya daldırılmış plakaya etki eden kuvvet ile, yüzeyi tek tabaka ile kaplanmış suya batırılmış plakaya etki eden kuvvet arasındaki farktır:
nerede 'saf suyun yüzey gerilimi. Wilhelmy plakası t ile karakterize edilir.< F / 2t = mg / 2t [N / m], burada m, Wilhelmy'nin terazisi tarafından ölçülen miktardır. Langmuir-Blodgett yönteminin bir özelliği, önceden alt fazın yüzeyinde sürekli düzenli bir monomoleküler tabakanın oluşturulması ve ardından substratın yüzeyine aktarılmasıdır. Alt fazın yüzeyinde düzenli bir tek tabakanın oluşumu aşağıdaki gibi gerçekleşir. Son derece uçucu bir çözücü içindeki test maddesinin belirli bir hacmi, alt fazın yüzeyine uygulanır. Çözücünün buharlaşmasından sonra, su yüzeyinde moleküllerin rastgele yerleştirildiği monomoleküler bir film oluşur. Sabit bir sıcaklıkta T, tek tabakanın durumu, bariyerin yüzey basıncı ile spesifik moleküler alan A arasındaki ilişkiyi yansıtan sıkıştırma izotermi -A ile tanımlanır. Hareketli bir bariyerin yardımıyla, tek tabaka, spesifik moleküler alan A'nın yaklaşık olarak molekülün kesit alanına eşit olduğu ve hidrokarbon radikallerinin yakın bir molekül paketlenmesi ile sürekli bir film elde etmek için sıkıştırılır. neredeyse dikey olarak yönlendirilir. Tek tabakanın farklı faz durumlarında sıkıştırılmasına karşılık gelen -A bağımlılığı üzerindeki doğrusal bölümler, A 0 değeri ile karakterize edilir. - lineer bölümün A eksenine ekstrapolasyonuyla elde edilen tek tabakadaki molekül başına alan (= 0 mN / m). Alt faz-gaz arayüzünde lokalize olan bir amfifilik madde tek tabakasının (AMPM) faz durumunun, alt faz-tek tabaka sistemindeki yapışkan-yapışkan kuvvet dengesi tarafından belirlendiği ve maddenin doğasına ve yapısına bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. molekülleri, sıcaklık T ve alt faz bileşimi. Gazlı G, sıvı L1, sıvı kristal L2 ve katı kristal S tek tabakaları ayırt edilir. Sıkıca paketlenmiş AMPV moleküllerinden oluşan oluşturulan tek tabaka, su yüzeyinde yukarı ve aşağı hareket eden katı bir alt tabakaya aktarılır. Substrat yüzeyinin tipine (hidrofilik veya hidrofobik) ve substratın alt faz yüzeyi ile tek tabakalı ve tek tabakasız kesişme sırasına bağlı olarak, simetrik (Y) veya asimetrik (X, Z) yapıya sahip LBP'ler elde etmek mümkündür. . Bir tek tabakanın bir alt tabakaya transferinin gerçekleştirildiği yüzey basıncının değeri, belirli bir AMPI'nin sıkıştırma izoterminden belirlenir ve bir tek tabakada moleküllerin yakın bir şekilde paketlendiği bir duruma karşılık gelir. Transfer sırasında, hareketli bariyerler ile tek tabakalı alanın azalması nedeniyle basınç sabit tutulur. Tek tabakalı substratın kapsama derecesinin kriteri, aşağıdaki formülle belirlenen transfer katsayısı k'dir: burada S ', S "sırasıyla transferin başlangıcında ve transferin bitiminden sonra tek tabakanın alanıdır, Sn alt tabakanın alanıdır. Langmuir-Blodgett filminin üniform bir kalınlığını elde etmek için, alt tabakanın yüzeyinin pürüzlülüğü Rz olmalıdır.<=50нм. Tanıtım
Langmuir-Blodgett filmleri modern fiziğin temelde yeni bir nesnesidir ve özelliklerinden herhangi biri olağandışıdır. Özdeş tek tabakalardan oluşan basit filmler bile, özel olarak oluşturulmuş moleküler düzenlerden bahsetmeye gerek yok, bir takım benzersiz özelliklere sahiptir. Langmuir-Blodgett filmleri, bilim ve teknolojinin çeşitli alanlarında çeşitli pratik uygulamalar bulur: elektronik, optik, uygulamalı kimya, mikromekanik, biyoloji, tıp, vb. Langmuir tek tabakaları, sıralı iki boyutlu fiziksel özellikleri incelemek için model nesneler olarak başarıyla kullanılır. yapılar. Langmuir-Blodgett yöntemi, bir tek tabakanın yüzey özelliklerini oldukça basit bir şekilde değiştirmeyi ve yüksek kaliteli film kaplamaları oluşturmayı mümkün kılar. Bütün bunlar, ortaya çıkan filmin kalınlığının hassas kontrolü, kaplamanın homojenliği, düşük pürüzlülük ve doğru koşullar seçilirse yüksek filmin yüzeye yapışması nedeniyle mümkündür. Filmlerin özellikleri, amfifilik molekülün kutup başının yapısı, tek tabakanın bileşimi ve ayrıca ayırma koşulları - alt fazın bileşimi ve yüzey basıncı - değiştirilerek de kolayca değiştirilebilir. Langmuir-Blodgett yöntemi, biyolojik olarak aktif olanlar da dahil olmak üzere çeşitli moleküllerin ve moleküler komplekslerin bir tek tabakaya gömülmesine izin verir. 1. Bu hikaye, seçkin bir Amerikalı bilim adamı ve saygın diplomat olan Benjamin Franklin'in birçok hobisinden biriyle başlıyor. Franklin, 1774'te İngiltere ile Kuzey Amerika Devletleri arasındaki başka bir anlaşmazlığı çözdüğü Avrupa'dayken, boş zamanlarında su yüzeyinde petrol filmleriyle deneyler yaptı. Yarım dönüm (1 dönüm ≈ 4000 m2) alana sahip bir göletin yüzeyine sadece bir kaşık dolusu yağın yayıldığı ortaya çıktığında bilim adamı oldukça şaşırdı. Ortaya çıkan filmin kalınlığını hesaplarsak, on nanometreyi (1 nm = 10 -7 cm) geçmediği ortaya çıkıyor; başka bir deyişle, film yalnızca bir molekül katmanı içerir. Ancak bu gerçek ancak 100 yıl sonra anlaşılabildi. Agnes Pockels adındaki meraklı bir İngiliz kadın, kendi küvetinde, organik kirliliklerle kirlenmiş suyun yüzey gerilimini, ya da kısaca sabunu ölçmeye başladı. Sürekli bir sabun filminin yüzey gerilimini önemli ölçüde azalttığı ortaya çıktı (birim alan başına yüzey tabakasının enerjisi olduğunu hatırlayın). Pockels, ünlü İngiliz fizikçi ve matematikçi Lord Rayleigh'e deneylerini yazdı ve yorumlarıyla birlikte saygın bir dergiye mektup gönderdi. Daha sonra Rayleigh, Pockels'in deneylerini yeniden üretti ve şu sonuca vardı: "Gözlenen fenomenler Laplace teorisinin ötesine geçiyor ve açıklamaları moleküler bir yaklaşım gerektiriyor." Başka bir deyişle, nispeten basit - fenomenolojik - değerlendirmelerin yetersiz olduğu ortaya çıktı, maddenin moleküler yapısı hakkında fikirleri dahil etmek gerekiyordu, o zaman açık olmaktan uzak ve genel olarak kabul edilmemişti. Yakında Amerikalı bilim adamı ve mühendis Irving Langmuir (1881… 1957) bilim sahnesine çıktı. Bilimsel biyografisinin tamamı, "fizikçinin her şeyi anlayan ama hiçbir şey bilmeyen kişidir; tam tersine bir kimyager her şeyi bilir ve hiçbir şeyi anlamazken, bir fizikokimyacı bilmez ve anlamaz. Langmuir, sadeliği ve düşünceliliği ile dikkat çeken fiziksel kimyadaki çalışmaları nedeniyle Nobel Ödülü'ne layık görüldü. Langmuir tarafından termiyonik emisyon, vakum teknolojisi ve absorpsiyon alanında elde edilen klasik sonuçlara ek olarak, yüzey filmlerinin monomoleküler yapısını doğrulayan birçok yeni deneysel yöntem geliştirdi ve hatta moleküllerin yönelimini ve spesifik alanı belirlemeyi mümkün kıldı. onlar tarafından işgal edildi. Ayrıca, Langmuir, bir molekül kalınlığında - tek tabakalı - filmleri su yüzeyinden katı alt tabakalara aktaran ilk kişiydi. Daha sonra, öğrencisi Katharina Blodgett, şimdi Langmuir-Blodgett filmi olarak adlandırılan katı bir alt tabaka üzerinde yığılmış bir yığılmış yapı veya çok katmanlı bir yığılmış yapı veya çok katmanlı bir tek katmanın birbiri ardına çoklu aktarımı tekniğini geliştirdi. Su yüzeyinde uzanan bir tek tabaka için, "Langmuir filmi" adı, çok tabakalı filmlerle ilgili olarak da kullanılmasına rağmen, genellikle korunur. 2. Deniz kızı molekülleri
Oldukça karmaşık moleküllerin kendi bağımlılıkları olduğu ortaya çıktı. Örneğin, bazı organik moleküller suyla temas etmekten “hoşlanır”, diğerleri ise bu temastan kaçınır, sudan “korkulur”. Sırasıyla denir - hidrofilik ve hidrofobik moleküller. Bununla birlikte, deniz kızları gibi moleküller de vardır - bir kısmı hidrofilik ve diğeri hidrofobiktir. Denizkızı moleküllerinin kendileri için bir sorunu çözmeleri gerekir: suda olsunlar ya da olmasınlar (eğer sulu çözeltilerini hazırlamaya çalışıyorsak). Bulunan çözüm gerçek Süleyman olarak çıkıyor: elbette suda olacaklar, ama sadece yarısı. Deniz kızı molekülleri suyun yüzeyinde bulunur, böylece hidrofilik başları (kural olarak, ayrı yüklere sahiptir - bir elektrik dipol momenti) suya indirilir ve hidrofobik bir kuyruk (genellikle bir hidrokarbon zinciri) dışarı çıkar. çevreleyen gazlı ortam (Şekil 1) ... Deniz kızlarının konumu biraz rahatsız edicidir, ancak birçok parçacık sistemlerinin fiziğinin temel ilkelerinden birini - minimum serbest enerji ilkesini karşılar ve deneyimlerimizle çelişmez. Su yüzeyinde monomoleküler bir tabaka oluştuğunda, hidrofilik molekül başları suya daldırılırken hidrofobik kuyruklar su yüzeyinin üzerinde dikey olarak dışarı çıkar. Sadece bazı egzotik maddelerin amfifilik olarak adlandırılan iki fazda (sulu ve susuz) bulunma eğiliminde olduğu düşünülmemelidir. Aksine, kimyasal sentez yöntemleri, en azından prensipte, hemen hemen her organik moleküle hidrofobik bir kuyruk "dikebilir", böylece denizkızı moleküllerinin aralığı son derece geniştir ve hepsinin çok çeşitli amaçları olabilir. 3. Tek tabakaları katı alt tabakalara aktarmanın iki yöntemi vardır, bunların her ikisi de kelimenin tam anlamıyla çıplak elle yapılabildiklerinden şüphe uyandıracak kadar basittir. Amfifilik moleküllerin tek tabakaları, Langmuir-Blodgett yöntemi (üstte) veya Schaeffer yöntemi (altta) ile su yüzeyinden katı bir alt-tabakaya aktarılabilir. İlk yöntem, tek tabakayı dikey olarak hareket eden bir alt tabaka ile "delmeyi" içerir. Hem X - (alt tabakaya yönelik moleküler kuyruklar) hem de Z tipi (ters yön) katmanlarının elde edilmesini sağlar. İkinci yöntem, yatay olarak yönlendirilmiş alt tabaka ile tek tabakaya basitçe dokunmaktır. X tipi tek tabakalar verir. İlk yöntem Langmuir ve Blodgett tarafından icat edildi. Tek tabaka, yüzen bir bariyer kullanılarak bir sıvı kristale dönüştürülür - iki boyutlu bir sıvı kristal durumuna getirilir ve ardından bir alt tabaka ile kelimenin tam anlamıyla delinir. Bu durumda filmin aktarılacağı yüzey dikey olarak yönlendirilir. Denizkızı moleküllerinin substrat üzerindeki oryantasyonu, substratın bir tek tabakadan suya indirilip indirilmemesine veya tersine sudan havaya yükselmesine bağlıdır. Substrat suya batırılırsa, "deniz kızlarının" kuyrukları substrata doğru yönlendirilir (Blodgett bu yapıya X-tipi tek tabaka adını verir) ve eğer çekilirse, tam tersine, substrattan (Z- tek tabaka tipi), Şek. 2a. Farklı koşullar altında bir tek katmanın aktarımını birbiri ardına tekrarlayarak, simetrilerinde birbirinden farklı üç farklı tipte (X, Y, Z) çok katmanlı yığınlar elde etmek mümkündür. Örneğin, X- ve Z-tiplerinin (Şekil 3) çoklu katmanları bir yansıma merkezine - ters çevirmeye sahip değildir ve aralıklı pozitifin oryantasyonuna bağlı olarak alt tabakadan veya alt tabakaya yönelik bir kutup eksenine sahiptirler. ve negatif elektrik yükleri, yani molekülün elektrik dipol momentinin yönüne bağlı olarak. Y tipi çok katmanlar, çift katmanlardan veya dedikleri gibi çift katmanlardan (bu arada, biyolojik zarlara benzer şekilde inşa edilmişlerdir) oluşur ve merkezi olarak simetrik oldukları ortaya çıkar. X-, Z- ve Y-tiplerinin çok katmanlı yapıları, substrata göre moleküllerin oryantasyonunda farklılık gösterir. X- ve Z-tiplerinin yapıları polardır, çünkü tüm moleküller bir yönde "görünür" (sırasıyla, X- ve Z-tipleri için kuyruklar substrata veya substrattandır). Pirinç. 3. X- ve Z-tiplerinin Yapıları yapı, biyolojik bir membran cihazını andıran, polar olmayan çift katmanlı bir ambalaja karşılık gelir. İkinci yöntem, yine Langmuir'in öğrencisi olan Schaeffer tarafından önerildi. Substrat neredeyse yatay olarak yönlendirilir ve katı fazda tutulan tek tabaka ile hafif temasa getirilir (Şekil 2b). Tek tabaka basitçe alt tabakaya yapışır. Bu işlemi tekrarlayarak X tipi bir çok katmanlı elde edebilirsiniz. İncirde. Şekil 4, substrat alt fazdan kaldırıldığında bir tek tabakanın çökelme sürecini gösterir: amfifilik moleküllerin hidrofilik kafaları, substrata "yapışır". Substrat havadan alt faza inerse, moleküller hidrokarbon kuyruklarıyla ona "yapışır". ... Film üretimi için tesisler Langmuir kurulumunun genel blok şeması 1 - Langmuir banyosu; 2 - şeffaf kapalı kutu; Masif metal taban plakası; 4 - amortisörler; Hareketli bariyer; 6 - Wilhelmy'nin dengesi; 7 - Wilhelmy denge plakası; 8 - substrat; 9 - bariyerin (5) elektrikli tahriki; - alt tabakanın (8) elektrikli tahriki; II - peristaltik pompa; - Güç amplifikatörlü ADC / DAC arayüzü; Kişisel bilgisayar IBM PC / 486.
Kurulum, özel bir program kullanılarak kişisel bir bilgisayar aracılığıyla kontrol edilir. Yüzey basıncını ölçmek için bir Wilhelmy dengesi kullanılır (tek tabakanın yüzey basıncı p, temiz su yüzeyindeki ve yüzey aktif madde tek tabakasıyla kaplı bir yüzeydeki yüzey gerilimlerindeki farktır). Aslında, Wilhelmy'nin dengesi, suyla ıslatılmış bir plakanın suya çekilmesini sağlayan F = F 1 + F 2 kuvvetini ölçer (bkz. Şekil 7). Islak plaka olarak bir parça filtre kağıdı kullanılır. Wilhelmy terazisinin çıkışındaki voltaj, yüzey basıncı p ile doğrusal olarak ilişkilidir. Bu voltaj bilgisayarda kurulu olan ADC'nin girişine gider. Tek tabakalı alan, bir reostat kullanılarak ölçülür; bu, üzerinden geçen voltaj düşüşü, hareketli bariyerin koordinat değeriyle doğru orantılıdır. Reostadan gelen sinyal de ADC girişine beslenir. Çok katmanlı yapıların oluşumu ile bir tek tabakanın su yüzeyinden katı hal bir alt tabakaya sıralı transferini gerçekleştirmek için, alt tabakayı yavaşça (dakikada birkaç mm hızında) alçaltan ve kaldıran bir mekanik cihaz (10) kullanılır. (8) tek tabakalı yüzeyden. Tek tabakalar arka arkaya alt tabakaya aktarıldıkça su yüzeyinde tek tabakayı oluşturan madde miktarı azalır ve hareketli bariyer (5) otomatik olarak hareket ederek yüzey basıncını sabit tutar. Hareketli bariyer (5), bir güç amplifikatörü aracılığıyla DAC çıkışından ilgili motora sağlanan voltaj kullanılarak bir bilgisayar aracılığıyla kontrol edilir. Alt tabakanın hareketi, alt tabaka hızının kaba ve düzgün ayarlanması için düğmeler kullanılarak kontrol panelinden kontrol edilir. Besleme voltajı, güç kaynağı ünitesinden kontrol paneline ve oradan güç amplifikatörü aracılığıyla kaldırma mekanizmasının elektrik motoruna beslenir. Otomatik kurulum KSV 2000 Langmuir-Blodgett filmlerini elde etme yöntemi, birçok temel teknolojik işlemi içerir, yani. sistem üzerinde dışarıdan temel etkiler, bunun sonucunda, sonuçta çoklu yapıların kalitesini ve özelliklerini belirleyen "alt faz - tek tabaka - gaz - alt tabaka" sisteminde yapı oluşturma süreçleri gerçekleşir. Filmleri elde etmek için otomatik bir KSV 2000 kurulumu kullanıldı.Kurulum şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. sekiz. Pirinç. 8. KSV 2000 kurulum şeması Simetrik bir üç bölümlü Teflon küvet 2, yanları boyunca Teflon bariyerlerin zıt yönlerde hareket ettiği bir titreşim önleyici masa 11 üzerinde koruyucu kapağın 1 altına yerleştirilmiştir. “Alt faz 4 - gaz” arayüzündeki yüzey basıncı belirlenir. bir elektronik yüzey basınç sensörü 6 ile kontrol ünitesi 7 deplasmanlı motor bariyerlerine 8 bağlıdır ve tek tabakanın transferi sırasında belirli bir yüzey basıncının (sıkıştırma izoterminden belirlenen ve tek tabakanın sıralı durumuna karşılık gelen) korunmasını sağlar. substrat yüzeyine. Substrat (3), alt fazın yüzeyine belirli bir açıyla tutucuya kenetlenir ve sürücü (9) kullanılarak cihaz (10) (substratı küvetin bölümleri arasında transfer etmek için bir mekanizma ile donatılmış) tarafından hareket ettirilir. Teknolojik döngüden önce. 12. alt fazın yüzeyi, pompa 13 yardımıyla temizlenerek ön hazırlanır. 9) - üç bölmeden oluşur: ikisi alt faza çeşitli maddelerin püskürtülmesi için aynı boyutta ve biri temiz bir yüzeye sahip küçük bir bölme. Sunulan üç bölümlü bir küvet, bölümler arasında bir substratı transfer etmek için bir mekanizma ve bariyerleri kontrol etmek için iki bağımsız kanalın sunulan kurulumundaki mevcudiyeti, çeşitli maddelerin tek katmanlarından oluşan karışık Langmuir filmlerinin elde edilmesini mümkün kılar. İncirde. Şekil 10, bir yüzey basınç sensörü ve bariyerleri olan iki özdeş hücre bölmesinden birini göstermektedir. Tek tabakalı yüzey alanı, bariyerlerin hareketi nedeniyle değişir. Bariyerler Teflon'dan yapılmıştır ve tek tabakanın bariyerin altına sızmasını önleyecek kadar ağırdır.
Pirinç. 10. Hücre bölmesi Kurulum özellikleri: Alt tabakanın maksimum boyutu 100 * 100 mm'dir. Film biriktirme hızı 0.1-85 mm / dak Biriktirme döngüsü sayısı 1 veya daha fazla Bir döngüde film kuruma süresi 0-10 4 sn Yüzey ölçüm aralığı 0-250 mN/m baskı yapmak Ölçüm doğruluğu 5 μN / m yüzey basıncı Geniş montaj bölmesinin alanı 775*120 mm'dir. Alt faz hacmi 5,51 l 0-60 ° С alt fazının sıcaklık kontrolü Bariyer hızı 0.01-800 mm / dak 5. Langmuir-Blodgett filmlerinin kalitesini etkileyen faktörler
Langmuir-Blodgett filmlerinin kalite faktörü şu şekilde ifade edilir: yol: K = f (K us, K olanlar, K pav, K ms, Kp), bıyık - ölçüm cihazları; Ktech - teknolojik saflık; Kpav - alt faza püskürtülen yüzey aktif cisminin fizikokimyasal yapısı; K ms - alt fazın yüzeyindeki tek tabakanın faz durumu; Кп - substrat türü. İlk iki faktör tasarım ve teknoloji ile, geri kalanı - fiziksel ve kimyasal olanlarla ilgilidir. Ölçüm cihazları, substratı ve bariyeri hareket ettirmek için cihazları içerir. Çoklu yapıların oluşumunda onlar için gereksinimler aşağıdaki gibidir: Mekanik titreşim eksikliği; Numunenin hareket hızının sabitliği; Bariyerin hareket hızının sabitliği; Yüksek düzeyde teknolojik saflığın korunması Başlangıç malzemelerinin saflığının kontrol edilmesi (alt fazın temeli olarak damıtılmış su kullanılması, kullanımlarından hemen önce yüzey aktif madde ve elektrolit çözeltilerinin hazırlanması); Yüzeylerin dağlanması ve yıkanması gibi hazırlık işlemlerinin gerçekleştirilmesi; Alt faz yüzeyinin ön temizliği; Çalışma alanında yarı kapalı bir hacim oluşturulması; Tüm işleri yapay iklime sahip özel bir odada yapmak - "temiz oda". Yüzey aktif maddenin fizikokimyasal yapısını belirleyen faktör, maddenin bu tür bireysel özelliklerini şu şekilde karakterize eder: Yüzey aktif maddenin molekülleri ile yüzey aktif madde ve alt faz molekülleri arasındaki hidrofilik ve hidrofobik etkileşimlerin oranını belirleyen molekülün yapısı (geometrisi); Yüzey aktif maddelerin suda çözünürlüğü; Yüzey aktif maddelerin kimyasal özellikleri Yüksek yapısal mükemmelliğe sahip filmler elde etmek için aşağıdaki parametreleri kontrol etmek gerekir: tek tabakadaki yüzey gerilimi ve LBF'deki kusurların varlığını karakterize eden transfer katsayısı; ortam sıcaklığı, basıncı ve nemi, PH alt evreleri, Film biriktirme oranı Aşağıdaki gibi tanımlanan izoterm bölümleri için sıkıştırılabilirlik faktörü: nerede (S, P) - izotermin doğrusal bölümünün başlangıcı ve bitişinin koordinatları. 6. Filmlerin benzersiz özellikleri
Çok katmanlı, modern fiziğin temelde yeni bir nesnesidir ve bu nedenle özelliklerinden herhangi biri (optik, elektrik, akustik vb.) tamamen olağandışıdır. Özdeş tek tabakalardan oluşan en basit yapılar bile, özel olarak oluşturulmuş moleküler düzenlerden bahsetmeye gerek yok, bir takım benzersiz özelliklere sahiptir. Katı bir substrat üzerinde eşit olarak yönlendirilmiş moleküllerden oluşan bir tek tabakanın nasıl elde edileceğini zaten öğrenir öğrenmez, ona bir elektrik voltajı kaynağı veya örneğin bir ölçüm cihazı bağlamak için bir cazibe vardır. Daha sonra bu cihazları doğrudan tek tek molekülün uçlarına bağlarız. Yakın zamana kadar böyle bir deney imkansızdı. Tek tabakaya bir elektrik alanı uygulanabilir ve maddenin optik absorpsiyon bantlarının kayması gözlemlenebilir veya dış devredeki tünelleme akımı ölçülebilir. Bir çift film elektrot aracılığıyla bir tek tabakaya bir voltaj kaynağı bağlamak, iki çok etkileyici etkiye yol açar (Şekil 11). İlk olarak, elektrik alanı dalga boyu ölçeğinde molekül tarafından ışığın absorpsiyon bantlarının konumunu değiştirir. Bu, klasik Stark etkisidir (adını 1913'te keşfeden ünlü Alman fizikçiden almıştır), ancak bu durumda ilginç özelliklere sahiptir. Buradaki nokta, ortaya çıktığı gibi, absorpsiyon bandının kayma yönünün, elektrik alan vektörünün karşılıklı yönelimine ve molekülün içsel dipol momentine bağlı olmasıdır. Ve bunun yol açtığı şey budur: aynı madde için ve dahası, alanın aynı yönü ile, absorpsiyon bandı X-tipi tek tabaka için kırmızı bölgeye ve Z-tipi tek tabaka için maviye kayar. Böylece, bandın kayma yönü, tek tabakadaki dipollerin oryantasyonunu yargılamak için kullanılabilir. Niteliksel olarak, bu fiziksel durum anlaşılabilir, ancak bantların yer değiştirmelerini nicel olarak yorumlamaya çalışırsanız, en ilginç soru, elektrik alanının karmaşık bir molekül boyunca tam olarak nasıl dağıldığına dair ortaya çıkar. Stark etkisi teorisi, nokta atomların ve moleküllerin varsayımı üzerine kuruludur (bu doğaldır - sonuçta, boyutları alanın değiştiği uzunluktan çok daha küçüktür), ancak burada yaklaşım kökten farklı olmalıdır ve henüz geliştirilmemiştir. Başka bir etki, bir tünel akımının tek tabakadan akışından oluşur (potansiyel bir bariyerden elektronların kuantum-mekanik sızıntı mekanizmasından bahsediyoruz). Düşük sıcaklıklarda, Langmuir tek tabakası boyunca tünel akımı gerçekten gözlenir. Bu tamamen kuantum fenomeninin nicel bir yorumu, deniz kızı molekülünün karmaşık konfigürasyonunu da hesaba katmayı içermelidir. Ve bir voltmetrenin tek tabakaya bağlantısı ne verebilir? O zaman, dış faktörlerin etkisi altında molekülün elektriksel özelliklerindeki değişimi izleyebileceğiniz ortaya çıktı. Örneğin, bir tek tabakanın aydınlatılmasına bazen, bir kuantum ışığı emen her molekülde fark edilir bir yük dağılımı eşlik eder. Bu, sözde molekül içi yük transferinin etkisidir. Bir miktar ışık, bir elektronu molekül boyunca hareket ettirir ve bu, dış devrede bir elektrik akımına neden olur. Voltmetre böylece molekül içi elektronik foto işlemi kaydeder. Yüklerin moleküller arası hareketi, sıcaklığın değişmesinden de kaynaklanabilir. Bu durumda, tek tabakanın toplam elektrik dipol momenti değişir ve sözde piroelektrik akımı harici devreye kaydedilir. Moleküllerin oryantasyonlar üzerinde rastgele dağılımına sahip filmlerde açıklanan fenomenlerin hiçbirinin gözlemlenmediğini vurguluyoruz. Langmuir filmleri, seçilen bazı moleküller üzerindeki ışık enerjisi konsantrasyonunun etkisini simüle etmek için kullanılabilir. Örneğin, yeşil bitkilerde fotosentezin ilk aşamasında, ışık belirli tipteki klorofil molekülleri tarafından emilir. Heyecanlı moleküller yeterince uzun yaşar ve kendi kendine uyarılma, aynı tipteki yoğun aralıklı moleküller arasında hareket edebilir. Bu uyarıma eksiton denir. Eksitonun “yürüyüşü”, rolü biraz daha düşük uyarma enerjisine sahip başka bir tür klorofil molekülü tarafından oynanan “kurt deliğine” girdiği anda sona erer. Işık tarafından uyarılan birçok eksitondan enerji bu seçilmiş moleküle aktarılır. Geniş bir alandan toplanan ışık enerjisi, mikroskobik bir alanda yoğunlaşır - bir "fotonlar için huni" elde edilir. Bu huni, içine az sayıda eksiton engelleyici molekülün serpiştirildiği tek bir ışık soğurucu molekül tabakası kullanılarak modellenebilir. Eksitonun yakalanmasından sonra, önleyici molekül, karakteristik spektrumu ile ışık yayar. Böyle bir tek tabaka, Şek. 12a. Aydınlatıldığında, her iki molekülün - ışık emiciler ve moleküller - eksiton önleyicilerin ışıldaması gözlemlenebilir. Her iki molekül tipinin lüminesans bantlarının yoğunluğu yaklaşık olarak aynıdır (Şekil 12b), ancak sayıları 2 ... 3 büyüklük derecesinde farklılık gösterir. Bu, bir foton hunisinin etkisi olan enerji konsantrasyonu için bir mekanizma olduğunu kanıtlar. Bugün, bilimsel literatür şu soruyu aktif olarak tartışıyor: iki boyutlu mıknatıslar yapmak mümkün mü? Ve fiziksel terimlerle, aynı düzlemde bulunan moleküler manyetik momentlerin etkileşiminin kendiliğinden manyetizasyon ile sonuçlanmasına dair temel bir olasılık olup olmadığından bahsediyoruz. Bu sorunu çözmek için, geçiş metallerinin atomları (örneğin, manganez) amfifilik deniz kızı moleküllerine dahil edilir ve daha sonra Blodgett yöntemiyle tek tabakalar elde edilir ve manyetik özellikleri düşük sıcaklıklarda incelenir. İlk sonuçlar, iki boyutlu sistemlerde ferromanyetik sıralama olasılığını göstermektedir. Ve Langmuir filmlerinin olağandışı fiziksel özelliklerini gösteren bir örnek daha. Moleküler düzeyde, bir tek katmandan diğerine komşu olana bilgi aktarmanın mümkün olduğu ortaya çıktı. Bundan sonra, bitişik tek tabaka ayrılabilir ve böylece birinci tek tabakada "kaydedilenin" bir kopyası elde edilebilir. Bu aşağıdaki gibi yapılır. Örneğin, Blodgett yöntemiyle, örneğin bir elektron ışını gibi dış faktörlerin etkisi altında eşleşebilen - dimerize olabilen bu tür moleküllerin bir tek tabakasını elde ettiğimizi varsayalım (Şekil 13). Eşlenmemiş molekülleri sıfırlar ve eşleştirilmiş molekülleri ikili bilgi kodunun birimleri olarak ele alacağız. Bu sıfırlar ve birler ile, örneğin, eşleştirilmemiş ve eşlenmiş moleküllerin farklı absorpsiyon bantlarına sahip olması nedeniyle optik olarak okunabilir metinler yazmak mümkündür. Şimdi Blodgett yöntemini kullanarak bu tek tabaka üzerinde ikinci tek tabakayı uygulayacağız. Daha sonra, moleküller arası etkileşimin özellikleri nedeniyle, moleküler çiftler tamamen aynı çiftleri çeker ve yalnız moleküller yalnız olanları tercih eder. Bu "çıkarlar kulübünün" çalışmasının bir sonucu olarak, bilgi resmi ikinci tek tabakada tekrarlanacaktır. Üstteki tek tabakayı alttakinden ayırarak bir kopya elde edilebilir. Bu kopyalama işlemi, genetik kodun koruyucuları olan DNA moleküllerinden, canlı organizmaların hücrelerinde protein sentezi bölgesine bilgi taşıyan RNA moleküllerine bilgi kopyalama işlemine oldukça benzer. Çözüm
LB yöntemi neden henüz yaygın olarak uygulanmıyor? Çünkü görünüşte bariz olan yol boyunca tuzaklar var. LB tekniği dışarıdan basit ve ucuzdur (ultra yüksek vakum, yüksek sıcaklıklar, vb.), ancak başlangıçta özellikle temiz odalar oluşturmak için önemli maliyetler gerektirir, çünkü heteroyapıdaki tek tabakalardan birine bile yerleşmiş herhangi bir toz lekesi vardır. onarılamaz bir kusurdur. ... Polimerik bir malzemenin tek tabakasının yapısı, ortaya çıktığı gibi, banyoya uygulama için çözeltinin hazırlandığı çözücünün tipine önemli ölçüde bağlıdır. Langmuir teknolojisini kullanarak nanoyapıların tasarımını ve üretimini planlamanın ve gerçekleştirmenin mümkün olduğu ilkeler konusunda artık bir anlayışa ulaşılmıştır. Bununla birlikte, halihazırda üretilmiş nanocihazların özelliklerini incelemek için yeni yöntemler gereklidir. Bu nedenle, nanoyapıların tasarımı, üretimi ve montajında ancak bu tür malzemelerin fizikokimyasal özelliklerini ve yapısal şartlandırmalarını yöneten yasaları daha iyi anladıktan sonra daha fazla ilerleme kaydedebileceğiz. X-ışını ve nötron reflektometrisi ve elektron kırınımı geleneksel olarak LB filmlerini incelemek için kullanılır. Bununla birlikte, kırınım verilerinin her zaman radyasyon ışınının odaklandığı alan üzerinden ortalaması alınır. Bu nedenle, şu anda atomik kuvvet ve elektron mikroskobu ile desteklenmektedirler. Son olarak, yapısal araştırmalardaki en son gelişmeler, senkrotron kaynaklarının piyasaya sürülmesi ile ilgilidir. Bir LB banyosu ve bir X-ışını difraktometresinin birleştirildiği istasyonlar oluşturulmaya başlandı, çünkü tek tabakaların yapısı su yüzeyinde oluşum sürecinde doğrudan araştırılabilir. Nanobilim ve nanoteknolojinin gelişimi hala gelişimin erken bir aşamasındadır, ancak potansiyel beklentileri geniştir, araştırma yöntemleri sürekli olarak geliştirilmektedir ve önümüzdeki çalışmalar açık bir kenar değildir. Edebiyat tek katmanlı film langmuir bloggett 1. Blinov L.M. "Langmuir tek ve çok moleküllü yapıların fiziksel özellikleri ve uygulamaları." Kimyadaki gelişmeler. 52, sayı 8, s. 1263 ... 1300, 1983. 2. Blinov L.M. "Langmuir Films" Uspekhi fizicheskikh nauk, cilt 155, sayı 3 s. 443 ... 480, 1988. 3. Savon I.E. Tez // Langmuir filmlerinin özelliklerinin araştırılması ve hazırlanması. Moskova 2010 s.6-14 -- [ Sayfa 1 ] -- el yazması olarak Uzmanlık: 04/01/18 - kristalografi, kristal fiziği Fizik ve Matematik Doktorası Derecesi için Tez Moskova 2012 www.sp-department.ru Çalışma, Federal Devlet Bütçe Yüksek Mesleki Eğitim Kurumu "Ivanovo Eyalet Üniversitesi" nde gerçekleştirildi. Resmi rakipler: Ostrovsky Boris Isaakovich, Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Federal Devlet Bütçe Bilim Kurumu Kristalografi Enstitüsü AV Rusya Bilimler Akademisi'nden Shubnikov, Sıvı Kristaller Laboratuvarı Baş Araştırmacısı Artyom Konstantinovich Dadivanyan, Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör, Federal Devlet Yüksek Mesleki Eğitim Bütçe Kurumu "Moskova Devlet Bölge Üniversitesi", Teorik Bölüm Profesörü Fizik Chvalun Sergey Nikolaevich, Kimya Bilimleri Doktoru, Rusya Federasyonu Devlet Bilim Merkezi “Fizik ve Kimya Bilimsel Araştırma Enstitüsü adını aldı. L.Ya. Karpova ", Polimer Yapı Laboratuvarı Başkanı lider kuruluş: FSUE “Fiziksel Sorunlar Bilimsel Araştırma Enstitüsü F.V. Lukina ", Zelenograd Savunma 2012'de h.Min. Federal Devlet Bütçe Bilim Kurumu, Kristalografi Enstitüsü'nde tez konseyi D 002.114.01 toplantısında. AV Shubnikov Rusya Bilimler Akademisi, 119333 Moskova adresinde, Leninsky pr., 59, konferans salonu Tez, Federal Devlet Bütçe Bilim Kurumu, Kristalografi Enstitüsü'nün kütüphanesinde bulunabilir. AV Rusya Bilimler Akademisi'nden Shubnikov. Tez konseyinin bilimsel sekreteri, fiziksel ve matematiksel bilimler adayı V.M. Kanevsky www.sp-department.ru İŞİN GENEL TANIMI Davranışlarının özelliklerini çeşitli koşullar altında, kararsızlığı belirli sınırlar içinde korurken stabilizasyon olasılığını vb. incelemek önemlidir. Yapının incelenmesi, herhangi bir malzemenin incelenmesinde gerekli bir bağlantıdır, çünkü özellikleri hiyerarşideki farklı yapısal seviyelerde belirlenebilir: moleküler, supramoleküler, makroskopik. Yapısal problemleri çözerken, kırınım yöntemleri ve özellikle X-ışını yapısal analizi en bilgilendiricidir. Bununla birlikte, LC'lerin X-ışını kırınım spektrumlarının özgüllüğü nedeniyle (az sayıda yansıma, bazıları ve bazı durumlarda tümü dağınık olabilir), kristal nesneler için geliştirilen yapıyı belirlemeye yönelik doğrudan yöntemler etkisizdir. . Böyle bir durumda, hem toplu sıvı kristal nesnelerin hem de mezojenik moleküllere dayalı filmlerin kırınım spektrumlarının yorumlanmasına yönelik bir model yaklaşımı daha umut verici görünmektedir ve bu tür sistemler için yapısal sorunları çözmek için yeni yöntemler ve yaklaşımların geliştirilmesi önemli bir konudur. ve acil sorun. Hedefler ve görevlerİş. Bu çalışmanın amaçları, çeşitli yapıdaki mezojenik moleküllere dayalı toplu numunelerin ve LB filmlerinin yapılarında bir korelasyon kurmak ve LB teknolojisini kullanarak, kararlı yarı-iki boyutlu fonksiyonel olarak aktif film sistemleri elde etme olanaklarını incelemektir. verilen mimari. Belirlenen hedeflere ulaşmak, aşağıdakilerle ilgili görevlerin çözümü ile gerçekleştirilir: 1) yapısal çalışmalar için yığın ve film halinde sıvı kristal nesnelerin (polimer sıvı kristaller dahil) oryantasyon yöntemleri ve bu yöntemlerin cihaz düzeyinde uygulanması ile; 2) sıvı kristal fazların yapısını, yapıdaki translasyon bozukluklarını hesaba katan istatistiksel modeller açısından ve sıvı kristal fazları ve LB filmlerini incelemek için katmanlı sistemlerin yapısal modellemesi ile göz önünde bulundurmak; 3) yapay olarak oluşturulmuş yarı iki boyutlu film sistemlerinin stabilizasyonu ile; 4) kırınım verilerini kullanarak kiral LC ve LB filmlerinin polar özelliklerini bunlara dayalı olarak tahmin etmek; 5) mezojenik iyonofor moleküllerine dayalı izole taşıma kanallarına sahip kararlı çok katmanlı yapıların oluşumu ile; 6) lantanitlerin manyetik ve elektriksel olarak yönlendirilmiş mezojenik komplekslerinin sıcaklık davranışının incelenmesi ile; 7) "misafir-host" sistemleri de dahil olmak üzere bir manyetik alan varlığında metal komplekslerine dayalı yüzen katmanların oluşumunu ve bunların makroskopik olarak çift eksenli LB filmleri oluşturmak için kullanımlarını dikkate almak. Bilimsel yenilik 1. Küçük açılı saçılma verilerinden smektiklerin ve LB filmlerinin katman yapısını belirlemek için, yapı oluşturan bir parçanın yazılım modellemesine ve elde edilen atomik koordinat dizilerinin, temel parametreleri (eğim, azimut açısı, katmanlarda örtüşme, konformasyon) değiştirerek yapısal modelin sonradan uydurulması. 2. Çeşitli tiplerdeki mezojenlere dayalı yığın numuneler, yüzen katmanlar ve LB filmlerin paralel çalışmaları, yığın ve film yapıları için korelasyonlar kurmayı ve oluşturulan çok katmanlı filmin yapısının bir tek tabakadaki konformasyonel dönüşümlere bağımlılığını göstermeyi mümkün kılmıştır. bir substrata transferi. 3. Mezojenik kiral ve aşiral akrilatların UV ile polimerize edilmiş tek tabakalarından ve bunların karışımlarından polar bir yapıya ve karşılık gelen özelliklere sahip stabil LB filmlerinin elde edilmesi olasılığı ve bu yöntemin akrilatlara dayalı çok tabakalı LB filmlerinin UV polimerizasyonuna göre avantajı gösterilmiştir; Bitişik katmanlardaki moleküllerin uç parçaları üst üste bindiğinde C = C bağlarının taranması nedeniyle UV polimerizasyon mekanizması tetiklenmeyebilir. 4. Parasübstitüe edilmiş taç eterlerin yapısına hidrojen bağlarının oluşumu ile ilgili olarak aktif grupların eklenmesinin, kristal fazın yapısını önemli ölçüde etkilediği ve yarı iki boyutlu film yapısını stabilize etmek için kullanılabileceği gösterilmiştir. LB filmleri. 5. Doymamış asitlerin tuzlarının alt fazlarında elde edilen mezojenik taç eterlerin LB filmlerinin, katmanlara düzenli olarak dahil edilen tuz molekülleri ile yarı-iki boyutlu bir yapıya sahip olduğu gösterilmiştir. 6. Bir manyetik alan tarafından uyarılan sıvı kristal disprosyum kompleksinin iki fazlı davranışı keşfedilmiştir. 7. Mezojenik lantanit komplekslerinin Langmuir tek tabakalarında bir manyetik alanın yönlendirici etkisi keşfedildi ve bunlara dayanarak, konuk-konak sistemindekiler de dahil olmak üzere, çift eksenli bir dokuya sahip LB filmler elde edildi. pratik önemi
1. Geliştirilen kırınım teknikleri, yeni sıvı kristal bileşiklerin ve bunlara dayalı olarak oluşturulan ince çok katmanlı filmlerin yapısını incelemek için kullanılabilir. 2. Yarı-iki boyutlu film yapılarının stabilizasyonuna ilişkin sonuçlar, örneğin nano ölçekli film fonksiyonel elemanlarının tasarımında uygulama bulabilir. 3. Toplu numunelerdeki ve LB filmlerdeki kiral sıvı kristal bileşiklerin yapısal çalışmalarının sonuçları, yeni ferroelektrik film malzemelerinin geliştirilmesinde faydalı olabilir. 5. Sıvı kristal halinde bir manyetik alan tarafından yönlendirilen lantanit komplekslerinin keşfedilen iki fazlı davranışı, bu bileşiklerin yapısını kontrol etmek için ek olanaklar sağlar ve örneğin manyetik kapıların geliştirilmesinde kullanılabilir. 6. Yüzen bir katmanda manyetik olarak kontrol edilen elemanlar olarak lantanit komplekslerinin kullanılmasının, katmanda belirli bir azimut oryantasyonu ile nano ölçekli iletken kanallara sahip filmler dahil olmak üzere çift eksenli LB filmlerinin elde edilmesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. Savunma Hükümleri Toplu ve film LC sistemlerinin kırınım çalışmalarına metodolojik yaklaşımlar, yapılarının istatistiksel tanımına ve bilgisayar simülasyonuna dayalıdır. Çeşitli yapıdaki mezojenlere dayalı monomerik ve polimer sistemlerin toplu fazlarının ve LB filmlerinin yapısı (yapısal modeller) çalışmalarının sonuçları. Kararlı yarı-iki boyutlu film yapıları elde etmek için (stabilizasyon dahil) metodik yaklaşımlar. Küçük açılı X-ışını saçılım verilerinin analizine ve yapısal modellemeye dayalı yarı iki boyutlu bir film yapısının ferroelektrik davranışını tahmin etmenin sonuçları. Mezojenik taç eterlerine ve bunların yağ asidi tuzları ile komplekslerine dayalı LB filmlerinin yapısal çalışmalarının sonuçları. Yönlendirilmiş lantanit komplekslerinin ve bunlara dayalı LB filmlerinin LC fazlarındaki yapısal-faz dönüşümlerinin çalışmalarının sonuçları. Çift eksenli LB filmleri elde etmek için metodolojik yaklaşımlar ve sonuçlar. İşin onaylanmasıÇalışmanın sonuçları, sıvı kristaller üzerine sosyalist ülkelerin IV (Tiflis, 1981) ve V (Odessa, 1983) Uluslararası konferanslarında sunuldu; IV, V (Ivanovo, 1977, 1985) ve VI (Chernigov, 1988) Sıvı kristaller ve pratik kullanımları üzerine All-Union konferansları; Avrupa Sıvı Kristaller Yaz Konferansı (Vilnius, Litvanya, 1991); III Likit Kristal Polimerler Üzerine Tüm Rusya Sempozyumu (Chernogolovka, 1995); 7. (İtalya, Ancona, 1995) ve 8. (Asilomar, California, ABD, 1997) Uluslararası Organize Moleküler Filmler Konferansları; II Uluslararası Sempozyum "Polimer sistemlerinde moleküler düzen ve hareketlilik" (St. Petersburg, 1996), 15. (Budapeşte, Macaristan, 1994), 16. (Kent, Ohio, ABD, 1996), 17. (Strazburg, Fransa, 1998) ve 18. (Sindai, Japonya, 2000) Uluslararası Sıvı Kristaller Konferansları; 3. Avrupa Moleküler Elektronik Konferansı (Leuven, Belçika, 1996); Sıvı Kristaller üzerine Avrupa Kış Konferansı (Polonya, Zakopane, 1997); I Uluslararası Bilimsel ve Teknik Konferans “İnsan ve Doğa Ekolojisi” (Ivanovo, 1997); 6. (Brest, Fransa, 1997) ve 7. (Darmstadt, Almanya, 1999) Ferroelektrik sıvı kristaller üzerine uluslararası konferanslar; IX Uluslararası Sempozyumu "Elektrik Mühendisliğinde İnce Filmler" (Ples, Rusya, 1998); I Tüm Rusya Konferansı "Yüzey Kimyası ve Nanoteknoloji" (St. Petersburg - Khilovo, 1999); III Tüm Rusya Bilimsel Konferansı "Dengesiz Sistemlerin Moleküler Fiziği" (Ivanovo, 2001); II Uluslararası Sempozyum "Moleküler Tasarım ve Supramoleküler Mimarilerin Sentezi" (Kazan, Rusya, 2002); Avrupa Malzeme Araştırmaları Derneği'nin Bahar Konferansları (Strazburg, Fransa, 2004 ve 2005); Malzeme Araştırmaları için X-ışını, Synchrotron Radyasyonu, Nötronlar ve Elektronların Uygulanmasına İlişkin VI, VII ve VIII Ulusal Konferansları (Moskova, Rusya 2007, 2009, 2011); V Uluslararası Bilimsel Konferans “Kinetik ve Kristalleşme Mekanizması. Nanoteknoloji, teknoloji ve tıp için kristalizasyon ”(Ivanovo, Rusya 2008); III, IV, V ve VII Liyotropik sıvı kristaller üzerine uluslararası konferanslar (Ivanovo, Rusya, 1997, 2000, 2003 ve 2009). Kişisel katkı Başvuru Sahibi Sunulan çalışmanın konusu olan alanların seçiminde, görevlerin belirlenmesinde ve bunların çözümü için metodolojik yaklaşımların geliştirilmesinde, deneylerin belirlenmesinde (tasarım çalışması dahil) ve hesaplamalarda ana role sahiptir. Çalışmaya dahil edilen deneysel araştırmanın ana sonuçları, başvuru sahibi tarafından şahsen veya T.V. ile ortak yayınlara yansıyan doğrudan katılımıyla elde edildi. Pashkova ve yüksek lisans öğrencileri V.M. Dronov, A.V. Kurnosov, A.V. Krasnov, A.V. Pyatunin ve onlar tarafından savunulan doktora tezlerinde. Yayınlar Tez konusu ile ilgili olarak, 41 makale yayınlandı (Yüksek Onay Komisyonu listesine göre hakemli yabancı dergilerde 15 ve bilimsel dergilerde 19 makale dahil), bir mucit sertifikası alındı (yayın listesi şu adreste verilmiştir: özetin sonu). İşin yapısı ve kapsamı Tez bir giriş, altı bölüm ve atıf yapılan referansların bir listesinden oluşmaktadır. Tezin toplam hacmi 188 şekil, 68 tablo ve 525 başlıktan oluşan bibliyografik liste olmak üzere 450 sayfadır. Çalışmanın ana içeriği Giriş, konunun alaka düzeyini ortaya koyar, çalışmanın amaçlarını ve ana görevlerini, sonuçların bilimsel yeniliğini ve pratik önemini, savunma için ana hükümleri formüle eder. Bölüm 1, düzenli olarak organize edilmiş nesnelerin yapısını (Kısım 1.1) incelemenin ana yöntemleri hakkında genel fikirler sunar ve kristal yapılardan azaltılmış boyutlu yapılara geçişte ortaya çıkan sorunları - sıvı kristaller (LC) ve yarı iki boyutlu olarak ele alır. filmler. Dağınık yoğunluğun Fourier dönüşümü ile yapısal veriler elde edildiğinde, sıvı kristal yapı çalışmasına ilişkin çalışmaların görünümü, B.K. Weinstein ve I.G. Chistyakov. Ana araştırma aracı B.K. Weinstein, makroskopik silindirik simetriye sahip sistemler için atomlar arası mesafelerin fonksiyonları. Bu yöntem, bir dizi polimer sıvı kristal sistemlerinin ve ince anizotropik filmlerin Paterson haritalarının analizinde moleküler öz evrişim kavramının kullanılmaya başlanmasıyla daha da geliştirildi. Sıvı kristal yapının doğrudan belirlenmesinde ortaya çıkan zorluklar, ihlal edilen öteleme düzenine sahip sistemlerin model açıklamasına dayalı çalışmaları başlatmıştır. Bir parakristalin Hosemann modeli açısından, ana sıvı kristal fazların yapısı göz önünde bulunduruldu ve bunların sınıflandırılması, geçiş düzeninin hakim ihlal türlerine göre yapıldı. Fonck küme modeli aynı zamanda, elektron yoğunluğunun yerel dalgalanmalarını tanımlamak için bir korelasyon fonksiyonunun sunulduğu, çeşitli bozulma türlerine sahip sistemleri analiz etmek için seçeneklerden biri olarak da düşünülebilir, bu da mümkün kılar (Hosemann modelinde olduğu gibi). ) yakın (pürüzlülük) ve uzak (bozulma uzunluğu) ihlallerinin boyutunu tahmin etmek için. Bir dizi sıvı kristal polimerin X-ışını verileri bu model açısından yorumlandı. Son on yılda, yüzeylerin ve ince düz filmlerin yapısını incelemek için reflektometri yöntemi kullanılmıştır. Burada, arayüzey üzerine gelen bir düzlem dalganın saçılması, arayüzün her iki tarafındaki radyasyonun ortalama özelliklerini karakterize eden makroskopik kırılma indisi açısından ele alınır. Düz bir katmanın yansıtıcılığı, dinamik matris yöntemi (Parrat'ın algoritması) veya kinematik yaklaşım (Born'un yaklaşımı) kullanılarak hesaplanabilir. Yoğunlukta homojen olmayan bir katman durumunda, makroskobik veya mikroskobik bir pürüzlülük getirilerek, geçiş bölgelerinin varlığı dikkate alınmaya ve böylece modeli gerçek sistemlere yaklaştırmaya çalışılır. Bir reflektometrik deneyde yansıma için elde edilen küçük açılı X-ışını kırınım desenleri, yağ asidi tuzlarının, lipid liomezofazlarının ve lipid-protein sistemlerinin LB filmlerinin çalışmasında çok bilgilendirici olduğu ortaya çıkan sıradan difraktogramlar olarak yorumlanabilir. Bununla birlikte, katmanlar arası kırınım sırasında çok sayıda yansıma, termotropik sıvı kristal sistemleri ve mezojenik moleküllerden oluşturulan LB filmleri için hiç de tipik değildir; bu nedenle, Fourier sentezi bu durumlarda gerekli çözünürlüğü sağlamaz ve modelleme, karmaşık bir profil profili gerektirir. tabakanın elektron yoğunluğu. Sıvı kristal nesnelerin kırınım çalışmasında, makroskopik yönelimlerinin olasılığı önemlidir: manyetik ve elektrik alanlar, gerilim, kayma deformasyonu, akış, substrat yüzeyi ve numunenin serbest yüzeyi. Kural olarak, bu yöntemleri kullanarak, makroskopik olarak tek eksenli yönlendirme belirtilir, ancak çift eksenli yönlendirme için bir yöntem kombinasyonunun kullanılması gerekir. Tek kristalleri ısıtarak, yüksek oranda yönlendirilmiş (tek alanlı) sıvı kristal numuneleri elde edilebilir. Buradaki sınırlamalar, X-ışını fotoğrafçılığı için uygun tek bir kristal elde etmenin karmaşıklığından ve çoğu zaman imkansızlığından kaynaklanabilir. San. İncelemenin 1.2'si polar sıvı kristallerin yapısına ve özelliklerine ayrılmıştır. Bir LC'de elektrik polarizasyonunun Ps görünümünün nedenleri göz önünde bulundurulur: bir elektrik alanının yokluğunda n (r) direktör alanının homojen olmayan oryantasyonel deformasyonu nedeniyle - kristalin tek tip deformasyon sürecinde fleksoelektrik etki - spontan polarizasyonda bir sıcaklık değişimi ile piezoelektrik etki - piroelektrik etki. Şimdiye kadar, ferroelektrik smektik A-fazının kararsızlığının neden olduğu, yalnızca dört kutuplu simetriye sahip tek eksenli LC'leri tespit etmek mümkün olmamıştır. Ancak, LC'de polar durumu gerçekleştirmenin başka yolları da vardır. Simektik C-fazında, smektik tabakaların simetrisi, aşiral moleküllerin kafalarının ve sert perflorlu kuyruklarının dizilişindeki simetri kırılması nedeniyle m grubuna veya kiral moleküllerin kullanılması nedeniyle grup 2'ye düşürülebilir. Eğimli smektik C*-fazına geçiş için (Pikin ve Indenbom tarafından önerilen fenomenolojik teoriye göre), sıvı kristalin oryantasyon serbestlik dereceleri sorumludur ve polarizasyon, sıvı kristaldeki piezoelektrik ve fleksoelektrik etkilerin bir sonucudur. . Polarizasyona göre smektik C'nin serbest enerjisinin minimizasyonu, hacimdeki P vektörünün sarmal bir dağılımını verir; bu, helikoidin eksenine dik olarak uygulanan bir elektrik alanı durumunda, alan yönünde yönlendirilir. . Smektik sarmal C * bir dış elektrik alanında bozulduğunda, azimut açısının (z, E) - o (z) dağılımının bozulması ile moleküllerin eğim açısının düzgün bir dağılımı arasında ayrım yapılmalıdır. z ekseni ve moleküllerin eğim açısının periyodik pertürbasyonu (z, E) = o + 1 (z, E) helikoidin p0 pertürbe edilmemiş periyodu için. Piezoelektrik etki nedeniyle, bu deformasyonların her ikisi de ortamın makroskopik polarizasyonuna katkıda bulunur. Flekso etkisi, yalnızca alanın etkisi altında moleküllerin eğim açısının periyodik bozulmaları ortaya çıktığında C * fazının makroskopik polarizasyonuna neden olabilir. Smektik C (C *) fazının yapısı ve özellikleri hakkındaki yukarıdaki fikirler, örtük olarak, faz geçişi sırasında moleküllerin konformasyonlarının değişmediği gerçeğinden yola çıktı, ancak alifatik molekül zincirlerinin eğiminin ortaya çıktığı model. rijit merkezi parçaların eğiminden önemli ölçüde daha az olması, moleküllerin etkin eğim açısındaki azalmaya bağlı olarak alkil zincirinin uzunluğundaki bir artışla Ps'deki azalmayı açıklamaya izin verir. Bu nedenle, Sm - C * 'deki ferroelektriklik uygun olmayan bir yapıya sahiptir ve polarizasyonun görünümü, moleküllerin eğilmesinin neden olduğu yönsel deformasyonun, direktör alanının uzamsal homojensizliğinin ve LC moleküllerinin konformasyonel durumundaki değişikliklerin bir sonucudur. İncelemenin geri kalanı (Bölüm 1.3), sıvı-gaz arayüzünde tek tabakaların oluşumu ve faz durumları, transfer teknikleri, yapısal film türleri, heteromoleküler tek tabakalar ve süper örgüler ve polar dahil olmak üzere LB filmlerinin hazırlanmasına ve yapısına ayrılmıştır. filmler. İkincisi, olası piro- veya ferroelektrik özelliklerine odaklanarak pratik uygulama perspektifinde önemlidir ve Schaefer yöntemiyle yüksek oranda sıkıştırılmış bir polar tek tabakadan veya farklı moleküllerin değişen tek tabakalarından oluşturulabilir. Her iki durumda da oluşturulan filmin termodinamik olarak denge yapısına sahip olması gerekmediğine dikkat edilmelidir. Monomerik filmlerle karşılaştırıldığında, polimer LB filmleri önemli ölçüde daha kararlı bir yapıya sahip olmalıdır. Su-hava arayüzünde tek tabakaların polimerizasyonu durumları için, monomerik moleküllerin kimyasal yapısının ve polimerizasyon koşullarının tek tabakanın stabilitesi üzerindeki etkisi göz önünde bulundurulur. Bir substrat üzerinde LB filmlerin veya sıralı olarak biriktirilen tek tabakaların polimerizasyonu sırasında, yapısal değişiklikler ayrıca birçok parametreye bağlıdır: biriktirme koşulları, çoklu reaksiyon bölgesinin boyutu, başlangıç yapısının tipi ve monomerin kimyasal yapısı. Polimer moleküllerinden oluşan tek tabakaların özellikleri, polimerin tipine, molekül ağırlığına, kopolimer bileşenlerinin yapısına, esnek bağlantıların varlığına ve polimer parçalarının konformasyonel durumuna bağlıdır. Bu nedenle, bir tek tabakanın stabilitesi ve homojenliği, polimer moleküllerinin alt fazın yüzeyine yayılmasıyla ilişkilidir, bu da sırasıyla polimer zincirinin esnekliğine ve hem ana hem de yan zincirlerin polimer parçalarının kohezyonuna bağlıdır. . Yan zincirlerin (C16'dan başlayarak) alifatik fragmanlarının uzunluğundaki bir artış, kristalleşmelerine yol açar. San. 1.4, kompleksleştirici bileşikler olarak taç eterlerin yapısı ve arayüzdeki organize sistemlerdeki özellikleri hakkında genel fikirlere ayrılmıştır. İyonların bağlanması sırasında oluşan metal kompleksleri daha kararlıdır, katyonların geometrik boyutları ve makrosikllerin boşlukları ne kadar az farklılık gösterirse. Oksijen makrosikllerinin ayrıca bazı periferal proton donör fragmanları ile molekül içi hidrojen bağları oluşturabildiğine dikkat edilmelidir. "Sert" taç eterler (dibenzo-18 taç-6) için, makrosikl boşluğunun boyutunda ve molekülün metal komplekslerindeki simetrisinde hafif bir değişiklik karakteristiktir ve "esnek" taç eterler (dibenzo-24-taç) için karakteristiktir. -8) - konformasyonel çeşitlilik. Bununla birlikte, kompleksleşme süreçlerini analiz ederken, diğer faktörlerin de dikkate alınması tavsiye edilir: çözücünün doğası, anyon ve taç eterlerdeki ikame ediciler. Sübstitüe edilmemiş makrosiklik bileşikler, bir kural olarak, molekülün hidrofilik ve hidrofobik kısımları arasındaki denge eksikliğinden dolayı kararlı tek tabakalar oluşturmazlar. İkame edilmiş makro döngüler söz konusu olduğunda, bu tür sistemlerde faz geçişlerinin mekanizması konusunda bir fikir birliği yoktur. Sıvı-genişletilmiş durumdan yoğunlaştırılmış duruma faz geçişi, izoterm üzerinde, daha düşük sıkıştırma oranlarında bir platoya dönüşmesi gereken bir ekstremumun görünümüne karşılık gelir. Makrosiklik bileşiklerin tek tabakalarındaki seçicilik sırası, kompleks oluşturan iyonlar grubuna göre her zaman çözeltilerdekine karşılık gelmez. Taç eterlerin tek tabakaları ve LB filmlerinin araştırılmasındaki beklenti, "misafir-konak" tipinin etkileşiminin seçiciliği ve işlevsel olarak aktif film elemanları oluşturmak için kullanılabilecek, ortaya çıkan sistemin yönlendirilmiş sıralanma olasılığı ile ilişkilidir. . sıvı kristal metal kompleksleri. İlk çubuk benzeri lantanoid metallomesojenler Yu.G. Galyametdinov. Bu tür komplekslerin X-ışını yapısal çalışmaları, en azından lantanit grubunun elementlerinin orta kısmı için aynı yapıya sahip olduklarını gösterdi. Bir metal atomunun yakın çevresi, üç oksijen atomu, Schiff bazlarına dayalı nötr ligandlar ve altı oksijen atomu nitrat gruplarından oluşur. Koordinasyon çokyüzlü, çarpık bir kare antiprizmadır. Lantanit mezojenlerinin mezomorfik özellikleri, her şeyden önce, metal kompleksi oluşturucu ajanın tipi, ligandların alkil zincirlerinin uzunluğu, ligand ve anyonun tipi gibi parametrelere bağlıdır. faz geçişlerinin sıcaklıklarını ve komplekslerin smektik fazlarının viskozitesini önemli ölçüde azaltır. Mezofazın manyetik alan tarafından oryantasyonel kontrol edilebilirliği, ortamın manyetik anizotropisinin büyüklüğüne bağlıdır. ГМ ~ Н2 alanında LC'ye etki eden yönlendirme burulma momenti. Bazı lantanit mezofazlarının değerleri, geleneksel diyamanyetik ve paramanyetik LC'lerin anizotropisini birkaç yüz kat aştığından, önemli ölçüde daha düşük manyetik alanlarda oryantasyon etkileri gözlemlenebilir. Daha önce, çeşitli yapıdaki (Cl, NO3, SO4CnH2n + 1) dış ortamın iyonlarını içeren lantanit komplekslerinin çalışmaları yalnızca toplu halde gerçekleştiriliyordu, ancak model hesaplamaları yapılmadı ve alan etkisindeki değişikliklerle sıcaklık davranışı çalışılmadı. Bu komplekslerden düzenli film yapıları oluşturma olasılıkları ve bunların Langmuir katmanlarının anizotropisini kontrol etmek için yönlendirme olasılıkları da araştırılmamıştır. Bölüm 2, temel olarak oluşturulan LC bileşiklerinin ve filmlerin toplu numunelerinin yapısının oryantasyonu ve incelenmesi için oluşturulan kurulumların ve tekniklerin (hesaplama dahil) tanımlarını içerir. Bir nesnenin yapısal parametrelerinin yönlendirme etkisi mekanizması ile ilişkisinin kurulması, yapısının dış etkiler altındaki davranışı ve amaçlı değişiklik olasılığı hakkında ek bilgi sağlar. Bu düşüncelerden, yapısal çalışmalar için, sıvı kristalli bileşiklerin çeşitli yöntemlerle yönlendirilmesini ve X-ışını fotoğrafçılığını yerinde gerçekleştirmeyi mümkün kılan araçsal bir kompleks oluşturuldu (Bölüm 2.1). Kompleks, URS-2.0 X-ray ünitesi temelinde inşa edilmiştir ve şunları içerir: sıcaklık hücreli manyetik bir oda ve polimer numunelerini germek için yerleşik bir mekanizma, ekleri olan evrensel bir URK-3 X-ray kamerası. LC numunelerinin elektrik alanları, akış ve sürekli kayma deformasyonu ile ısıtılmasına ve yönlendirilmesine izin verir. Saçılan yoğunluk, düz (veya silindirik) bir fotoğraf filmi üzerine veya bir film kaseti yerine takıldığında bir doğrusal koordinat dedektörü RKD-1 kullanılarak kaydedilebilir. Yuvarlak açıklıklara ve büyük taban mesafelerine sahip sürekli kolimatörlerin kullanılması, oldukça küçük bir ışın sapması (1 · 10-3'ten fazla değil), büyük periyotları kaydetme yeteneği (100'e kadar) sağlar ve kolimasyon düzeltmelerinin kullanılmasını gerektirmez. Langmuir-Blodgett filmleri tarafından saçılmayı kaydetmek için, yerleşik bir koordinat dedektörü RKDrev olan bir KRM-1 X-ray kamerası. 2.2). LB filmlerinin X-ışını fotoğrafçılığı, her bir yansımadaki yoğunluğu art arda artırarak kırınım modelini kaydetmeyi mümkün kılan, alt tabakanın sabit konumlarında otlatma açılarında gerçekleştirildi. X-ışını fotoğrafçılığı için filtrelenmiş (Ni filtreli) CuK radyasyonu kullanıldı. Sürekli spektrumlu radyasyon bileşeniyle ilişkili etkiler, çeşitli yüksek voltajlarda X-ışını fotoğrafçılığı ile ortaya çıkarıldı. Bazı durumlarda, bu bileşeni filtrelemek için Ni ve Co filtrelerinin bir kombinasyonu kullanıldı. LB filmlerinin yapısının incelenmesi, elektron kırınım modunda çalışırken bir EMV-100L transmisyon elektron mikroskobu ve atomik kuvvet modunda bir P4 NT-MDT taramalı prob mikroskobu kullanılarak da gerçekleştirilmiştir. X-ışını ve elektron kırınım modellerinin işlenmesi, dansitogramların bilgisayarla işlenmesine izin veren otomatik bir dansitometrik kompleks üzerinde gerçekleştirildi. Kompleks, bir masa sürücüsü, bir yer değiştirme ölçekleyici ve bir DP 1M densitometreden bir kayıt sistemi ile donatılmış bir MF-2 mikrofotometre temelinde birleştirilir. Aletsel ışın sapması, iri taneli bir polikristal numunenin yansımalarının genişliğinden belirlendi. Yaklaşım fonksiyonu dikkate alındığında Gauss fonksiyonu kullanılmıştır. Sıvı kristal bileşiklerin yapısı göz önüne alındığında, yansımaların radyal kırınım genişliğinden parakristal ihlalleri g1 (uzun menzilli düzen ihlalleri) ve koherent saçılma bölgelerinin boyutları hesaplandı. Yönlendirme derecesi S ve numunedeki katman yapısının (mozaisite) ve moleküllerin karşılık gelen saçılma açılarının ortalama değerleri, sırasıyla düşük açılı ve geniş açılı yansımaların I () azimut bulaşmasından tahmin edildi. . Çalışılan moleküllerin yapısı hakkında ön bilgiler (Bölüm 2.4), karmaşık kimyasal bileşiklerin yapısal çalışmalarında çok önemlidir. Moleküllerin enerjik olarak uygun konformasyonunun araştırılması, bilgisayar simülasyonu kullanılarak gerçekleştirildi: MM + yöntemi, geometrik optimizasyon. Küçük açılı X-ışını saçılım verilerinin smektik katmanları veya mezojenik moleküller temelinde oluşturulan bir LB filminin katmanları tarafından yorumlanması, yapısal modelleme kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Bölüm 2.5). Katman yapısının modellenmesi, moleküler modelleme programında oluşturulmuş moleküllerden katmanın yapı oluşturan bir parçasının oluşturulması ve katmanın enine kesitindeki elektron yoğunluğunu belirleyen bir dizi atomik koordinatın oluşturulmasıyla başladı. Atomik koordinatların katman düzleminin normaline izdüşümü, tek boyutlu bir model çerçevesinde çok katmanlı bir sistem tarafından katmanın yapısal genliğini ve saçılımını hesaplamak için kullanılır. F (Z) katmanının yapısal genliği, fj ve zj'nin sırasıyla katmanın yapı oluşturan parçasının atomlarının genlikleri ve koordinatları olduğu ve Z'nin saçılma alanındaki koordinat olduğu formülle hesaplanır. Çok katmanlı bir sistem tarafından saçılma yoğunluğu I (Z), dz'nin katman kalınlığı ve M'nin katman sayısı olduğu şekilde hesaplanır. Tabaka kalınlığı, X-ışını deneyinden elde edilen tabakalar arası kırınım periyoduna eşit olarak ayarlandı. Modellemedeki ana uydurma parametreleri, bir katmandaki moleküllerin eğimi ve bitişik katmanlardaki uç parçalarının örtüşmesidir. Gerçekte, daha fazla parametre vardır, çünkü genel durumda moleküllerin eğimliyken azimut oryantasyonunu ayarlamak ve izin verilen aralık içinde konformasyonlarını değiştirmek gerekir. Uydurma için eşleştirme kriterleri, deneyde elde edilen çoklu yansımaların yoğunluklarının oranlarının tekrarlanabilirliği ve minimum R faktörüdür. Deneyle karşılaştırıldığında, hesaplanan yoğunluk, X-ışını fotoğrafçılığının geometrisi, polarizasyon, absorpsiyon ve numunenin mozaikliği dikkate alınarak değiştirilir. Toplu smektik yapılar durumunda, örneğin oryantasyon derecesine bağlı olan azimut yoğunluk dağılımı dikkate alınır. Ek olarak, arka plana pompalanan yoğunluğu (sıcaklık faktörünün etkisi) hesaba katmak gerekir. Bunun için (hava tarafından saçılan yoğunluğun ön çıkarımından sonra), ayrı tepelerdeki yoğunluk oranları ve bunların altındaki arka plan tahmin edilir ve ardından arka plan yoğunluğunun karşılık gelen fraksiyonları, hesaplanan maksimumların entegre yoğunluğundan çıkarılır. Elektron yoğunluğu (katmanın düzleminin normali üzerindeki izdüşümü), yalnızca ayarlanabilir parametreleri değiştirirken kırınım modelindeki değişikliklerin dinamiklerini izlemek için gereklidir. Hesaplama, yapı oluşturan parçanın her bir atomundaki elektron sayısını ve karşılık gelen atom yarıçaplarını kullanır. Su-hava arayüzündeki moleküler katmanların davranışını incelemek ve çok katmanlı filmleri temel alarak tasarlamak için, farklı sıcaklıklarda ve mevcudiyette su yüzeyinde moleküler katmanların oluşumuna izin veren otomatik bir LB kurulumu (Bölüm 2.6) inşa edildi (Bölüm 2.6). bir manyetik alan ve durumlarını izlemek ve oluşan katmanları çeşitli yöntemlerle katı alt tabakalara (silikon veya kolodion) aktarmak. Kurulum, yüzer tabakanın iki ve bir bariyer sıkıştırması ile bir ve iki tepsi modlarında çalışabilir ve filmi alt tabakaya uygulama sürecinde basıncını koruyabilir. Basıncın molekül başına alana olan bağımlılığı (-A izotermi) oluşturulan dosyanın kaydedilmesi ile gerçek zamanlı olarak ekranda görüntülenir. Tek tabakalar oluştururken, her durumda, ilk kapsama oranı birden azdı. Çözücü olarak kloroform, benzen, heptan kullanıldı. Çözeltilerin çalışma konsantrasyonu 0.2-0.5 mg / ml'dir. Çözücü buharlaştıktan sonra (30 dakika sonra) sıkıştırma başladı. Bariyerin çoğu durumda 3-5 mm / dak hızında hareketi, yüzer katmanların yarı statik bir sıkıştırma rejiminin gerçekleştirilmesini mümkün kılmıştır. Bölüm 3, kiral CH2 = CH-COO-CH2-C * (CH3) H- (CH2) 2-COO- (C6H4) 2-OR ve akiral CH2 = CH-COO- ( CH2) 6 -О-С6Н6-СОО-С6Н6-О-R` LC monomerleri (M), bunların karışımları (MIX), ayrıca bunlara dayanan homo- (P) ve kopolimerler (CPL), bir moleküler yapıya ve bileşime bağlı olarak polar özelliklerde izdüşüm, sekme. bir. X-ışını kırınım desenlerinin gösterilmesi, ardından yansımaların sönmesi ve uzay grubuna ulaşılmasının analizi, kiral monomerler M1 ve M2'nin, monoklinik sistem çerçevesinde, simetri ile tanımlanabilen smektojenik kristal yapılar oluşturduğu sonucuna varmamızı sağlar. uzay grubu P21. Her durumda, moleküllerin baş-kuyruk paketlemesi hem katmanda hem de katmandan katmana gerçekleşir, ancak yalnızca kiral monomer M2'nin yapısında (a = 9.89, b = 8.84, c = 34.4, = 125, 7o, n = 4, = 1.315 g/cm3), enine dipol momentlerinin paralel bir yönelimi (m2.5 D) gerçekleşir. Kiral monomer M, moleküllerin dipol momentlerinin (m4.7) olduğu 2 katmanlı bir periyodiklik paketine (a = 5.40, b = 8.36, c = 56.6, = 112.4o, n = 4, = 1.311 g/cm3) sahiptir. D) dimerlerin oluşumu nedeniyle telafi edilir. Monomerlerin ve bunlara dayalı homo- ve kopolimerlerin faz dönüşüm şemaları М2 R = CO-C7H SmF1 * -58оС-SmF2 * -77oC-SmC1 * -130oC-SmC2 * -151oC-I Erime sırasında, М1 bir SmF * fazı oluşturur 30, 5 periyodu ve katmanlardaki moleküllerin eğimi 26° ile. Moleküllerin eğiminin azaltılması, iki katmanlı yapının tek katmanlı yapıya dönüşümünü kolaylaştıran azimut ayarının bozulmasını kolaylaştırır. SmF* fazındaki dimerler yok edilmez, bu nedenle dipol momentlerinin kompanzasyonu da korunur. M2'de, ek dipol-dipol etkileşimleri nedeniyle azimut ayarı ve radyal bozulmaların oluşumu kısıtlanır, bu nedenle erime sırasında Cr-H * fazı oluşur (a = 4.53, b = 9.18, c = 34.5, = 117.1 o, n = 2, = 1, g/cm3) aynı simetriye sahip P21. Cr-H* faz katmanındaki moleküllerin enine dipol momentleri için herhangi bir telafi yoktur. Aşiral monomerler M3 ve M4, kristal fazda polar simetri ile smektojenik tipte monoklinik yapılar oluşturur: M3 için P21 (a = 5.20, b = 10.62, c = 33.4, = 128o, n = 2, = 1.072 g / cm3) ve P2 M'de (a = 16.0, b = 4.96, c = 37.2, = 113o, n = 4, = 1.246 g / cm3). P21 uzay grubu, M3 moleküllerinin eksenlerinin paralel uzunlamasına ve paralel enine yönelimlerini gerektirir ve P2 grubu, M4 moleküllerinin çift yönlü antiparalel yönelimini ve uzunlamasına ve enine eksenlerini gerektirir. M3 ve M moleküllerinde, C = O gruplarının dipol momentlerinin yanlış yönlendirilmesinden dolayı toplam enine dipol momenti m 1 D'dir. Isıtıldığında M3, SmC ve N'yi ve M4, SmA ve N mezofazlarını oluşturur. Nematikte M3'te, boyuna ve yanal paketlemedeki bozulma parametrelerinin oranı, tabaka yapısının tamamen tahrip olmadığını gösterir. Nematik faz M4'te durum, klasik nematik faz için tipik olan tersine çevrilir. Araştırılan konsantrasyon aralığındaki kiral ve aşiral moleküllerin karışık bileşimlerinde (Tablo 1), kristal halde faz ayrımı her zaman gözlenirken, mezomorfik durumda karıştırılan bileşenlerin yapısına ve oranlarına bağlıdır. Bu nedenle, karışık moleküllerin uzunluklarındaki fark azaldıkça, faz ayrımı eğilimi artar. Bununla birlikte, aşiral bileşen M3 ile karışımlardaki kiral bileşenler M1 ve M2'nin konsantrasyonunun faz ayrımı üzerindeki etkisi ile ilgili olarak, durum birbirinin tersidir. M1 konsantrasyonundaki bir artışla birlikte faz ayrımı eğilimindeki bir artış, karışma yeteneklerini azaltan nispeten kararlı dimerlerin oluşumu ile ilişkilidir. İncelenen karışımlarda, ilk bileşenlerinkinden daha güçlü polar özellikler beklenmemelidir. M1 ve M2 monomerlerinden serbest radikal polimerizasyonu ile elde edilen kiral homopolimerler P1 ve P2, çift katmanlı bir yapıya sahip SmF* ve SmC* fazlarını oluşturur. X-ışını deneyi ile en iyi uyum açısından, yan grupların ana zincire meyilli olduğu ve içlerindeki C-CH3 fragmanlarının yan grupların eğim düzleminde uzanacak şekilde yönlendirildiği sonucu çıkar. Bu durumda, çift tabakanın katmanlarındaki C = O gruplarının dipol momentleri, eğim düzlemine dik olarak eşit olarak yönlendirilir. Bu model aynı zamanda P1 ve P2 moleküllerinin yapısının bilgisayar simülasyonundaki enerji değerlendirmesiyle de doğrulanır. Manyetik (1.2 T) ve sabit elektrik (700 kV / m) alanları tarafından yönlendirilen polimerlerin X-ışını kırınım desenleri, kiral smektiklerin tipik özelliğidir, ancak oryantasyon mekanizmasındaki farklılıktan dolayı bunlardan tahmin edilen yapısal parametreler bazı farklılıklara sahiptir. Smektik katmanlar, manyetik alana dik ve elektrik alanı boyunca yönlendirilir. Elektrik alanının, tabakanın ve tabaka içi yapıların öteleme sıralaması üzerindeki etkisi, genel olarak, manyetik alanınkinden daha zayıftır. Helikoidin çözülmesi gözlenmez. Aşiral homopolimerler P3 ve P4. X-ışını kırınım çalışmaları, polimer P3'ün orantılı 59.5 ve orantısız 54 ve 47.5 çift katmanlı periyotlarla üç SmA yapısı oluşturduğunu göstermektedir. SmA-SmAd1 ve SmAd1-SmAd2'nin yapısal dönüşümleri, görünüşe göre, hem mezojenik grupları ana zincire bağlayan bağlantıların esnekliğindeki bir değişiklikle hem de ana zincirin esnekliğindeki bir değişiklikle ilişkili etkilere dayanmaktadır. P3 sadece bükerek ve gererek yönlendirilebilir. Bu durumda, yönlendirme etkisinin, yönlendirilmemiş bir numuneye kıyasla katman periyodunda (dönme) ve katman içi bozulmalarda (dönme, gerilme) bir değişiklikte kendini gösteren polimerin yapısı üzerindeki etkisi bulundu. Yan grupların kuyruğunda ek bir C = O parçası bulunan polimer P4, iki smektik faz oluşturur - SmF ve SmC. P4'teki yan grupların enine dipol momentleri D'den küçük olduğundan, bu polimerde güçlü polar özelliklerin saptanması açısından prognoz olumsuzdur. M1 ve M3 monomerlerine dayalı kopolimerler. X-ışını kırınım desenleri, bir manyetik alan tarafından yönlendirilen, Sm * F ve Sm * C fazlarına karşılık gelen, ancak kiral ve aşiral bileşenlerin oranına bağlı olarak yansımalardaki yoğunluğun azimut dağılımında farklılık gösteren kopolimerlerden elde edildi. CPL1-375'te, her iki fazdaki X-ışını desenleri, kitaplık yapısı olarak adlandırılan yapıya karşılık gelir, CPL1-350'de bunlar, bahsedilen kiral smektik fazların tipik özelliğidir ve CPL1-325'in X-ışını desenleri, aşağıdakilerin karakteristiğidir. chevron tipi yapı. Sabit bir elektrik alanı ile yönlendirildiğinde, bu tür farklılıklar gözlenmez. Farklı yönlendirme mekanizması nedeniyle, elektriksel ve manyetik olarak yönlendirilmiş kopolimerlerin (ve ayrıca P1 homopolimerinin) yapısal parametreleri farklıdır. Kopolimerlerin iki katmanlı yapısının simülasyonu ve kırınım hesaplamaları bu farklılıkları açıklamayı mümkün kılmaktadır. Bu nedenle, CPL1-375 ve CPL1-325'te, çift katmanı oluşturan katmanlar, kiral ve aşiral bileşenlerin oranında farklı bir bileşime sahiptir, yani bir katman, sırasıyla ağırlıklı olarak P1 veya P3 bileşenini içerir ve diğerinde, bileşenlerin oranı hemen hemen aynıdır. İlk durumda, bu, görünüşe göre, sarmal sarmalın perdesinde belirli bir artışa ve ikincisinde sarmal yapının tahrip olmasına yol açtı. CPL1-350'de, her iki çift katmanlı katmanın bileşimi aynıdır ve yalnızca yan grupların bir elektrik alanına maruz kaldığında oryantasyon derecesinin manyetik alan durumundan daha yüksek olduğu ortaya çıkar. Bu, kopolimerin makroskopik polarizasyonuna yol açan sarmal yapının deformasyonunun bir işaretidir. Yan grupların farklı yönelimlerine sahip CPL1-350 fragmanlarının enerji tahmininden, en az enerjinin, iki tabakalı katmanlarda aynı kiral ve aşiral yan grup oranı ile karakterize edilen bir fragman tarafından sahip olunduğu, her ikisinin de azimut yönelimlerinin zıt olduğu sonucu çıkar. ve diğerleri bitişik katmanlarda ve yan grupların ana zincire eğimi. Parçanın bu yapısı kırınımla doğrulanmış modelle çelişmez. Bu durumda, iki katmanlı katmanlardaki polarizasyon aynı yönde olmalıdır. CPL1-350 fragmanı için ana zincire göre kiral grupların farklı azimut yönelimlerine sahip polar durumlar arasındaki enerji farkının, yapıyı bir düşük elektrik alanı. M1 ve M4 monomerlerine dayalı kopolimerler, çift katmanlı SmF* ve SmC* fazlarını oluşturur. Farklı kiral ve aşiral aşiral bileşen oranlarına sahip kopolimerler için, görünüşe göre iki katmanlı katmanlardaki farklı kiral ve aşiral yan grupların içeriğinden kaynaklanan SmC * fazı içindeki yapısal parametrelerde karakteristik sıcaklık değişiklikleri gözlenir (durum aynıdır). M1 ve M3'e dayalı kopolimerlerde olduğu gibi). Yani, CPL1-475 ve CPL1-425 çift katmanları bir tür iki fazlı sistem olarak kabul edilebilir. CPL1- durumunda, polar özelliklerin saptanması için beklentiler CPL1-350 ile aynıdır, ancak aşiral yan parçaların kuyruklarındaki eter gruplarının etkileşimleri nedeniyle, kopolimer yapısı daha az kararsızdır. M2 ve M monomerlerine dayanan kopolimerlerin ayırt edici bir özelliği, SmF*-SmC* geçişinin nispeten yüksek sıcaklığı ve SmC*'deki mezojenik grupların eğim açısının SmF* fazına göre önemli ölçüde daha küçük olmasıdır, bu da azimutal ayarlamayı kolaylaştırır. CPL2-375'in iki katmanlı yapısı, kiral bileşenin dipol momentlerinin kısmi telafisi ile aynı bileşimdeki katmanlardan oluşur. CPL2-350'nin böyle bir telafisi yoktur (yapısı CPL1-350'ninkiyle aynıdır) ve polarizasyon daha güçlü olmalıdır. Daha düşük (CPL1-350 ile karşılaştırıldığında) enine dipol momenti nedeniyle, CPL2-350 yapısı elektriksel anahtarlama olasılığına göre daha muhafazakardır. En olası model CPL2-325'tir: SmF * fazında, eşit olmayan bileşime sahip, ancak aynı polarizasyon yönüne sahip iki katmanlı katmanlar; SmC* fazında, azimut ayarından dolayı polar özellikler zayıflar ve SmA fazında, yan grupların tam azimut yanlış yönelimi nedeniyle yapı polar olmayan hale gelir. SmF* ve SmC*'deki makroskopik polarizasyon, yalnızca deformasyon üzerine ortaya çıkabilir, ancak kiral bileşenin nispeten küçük miktarı nedeniyle etki güçlü olamaz. 4. Bölüm polar Langmuir-Blodgett filmlerinin hazırlanmasına ve yapılarının fotopolimerizasyon ile stabilizasyonuna ayrılmıştır. Yapay olarak inşa edilmiş film yapılarının kararsızlığı, düzenliliklerinin ve hatta bütünlüklerinin bir biçimde veya başka bir şekilde ihlal edilmesine ve sonuç olarak, ana işlevin yerine getirilmesini sağlayan özelliklerin kısmen veya tamamen kaybolmasına yol açar. Başlangıç materyali olarak para-ikameli kiral bifeniller M1, M2, aşiral fenil benzoatlar M3, M4 ve bunların karışımları kullanıldı. Bileşikler, bir cıva lambasından UV radyasyonu kullanarak su yüzeyinde bir tek tabaka halinde ve katı bir alt tabaka üzerinde çok tabakalı bir filmde polimerize edilmesini mümkün kılan bir akrilat grubu içerir. Monomer tek tabakalarının oluşumu sırasında elde edilen tipik α-A izotermleri Şekil 2'de gösterilmiştir. 1. Tüm moleküllerin hidrofobik bir kuyruğu ve bir hidrofilik başı vardır, ancak moleküllerde diğer hidrofilik ve hidrofobik grupların varlığı, klasik amfifilik bileşikler olarak sınıflandırılmalarına izin vermez. Yoğun fazda molekül başına alanların oranlarından ve moleküllerin enine kesitlerinden, tüm monomerlerin, su yüzeyine göre eğik olarak yerleştirilmiş moleküller olan tek tabakalar oluşturduğu sonucuna varılabilir. Tek tabakaların yoğunluğu ve stabilitesi (yıkım - çökme basıncı ile belirlenir) bifenillerde fenil benzoatlardan daha yüksektir ve moleküllerin hidrofobik kuyruğunun uzunluğundaki bir artışla artar. Bifeniller ve fenil benzoatların (M1-M3, M2-M3) karışımlarından oluşan tek tabakaların stabilitesi oranlarına bağlıdır. En büyük pozitif etki, yüksek konsantrasyonlarda bifenillerde (%75) M1 veya M2 elde edilir. Yüksek konsantrasyonlarda M3 en kötü göstergedir. Ve monomerik tek tabakalar için izotermler, fotopolimerizasyon için rasyonel koşulların seçilmesini mümkün kılar. Monomer tek tabakaların UV ışıması altında, monomer M3 monomeri hariç tüm durumlarda, büzülmeleri gözlenir (molekül başına alanda bir azalma, basınçta keskin bir düşüşe yol açar) (Şekil 1). Homomoleküler tek tabakaların UV polimerizasyonu, örneğin tek tabakalar M2 (kararlılıkta azalma) ve M3 (basınçta çok yavaş bir artış, sıkıştırma sırasında tek tabakanın tahrip olduğunu gösterir) durumunda, stabilitelerinde her zaman bir artışa yol açmaz. Pirinç. 1. - Aşağıdakilere dayalı yüzen katmanların izotermleri: a - M1 ve P1; b - M3 ve P3: monomerik (1), UV ışınımından sonra monomerik (2) ve polimer (3) M1-M3 ve M2-M3 karışımlarının UV ışınlı yüzen tek katmanlarının ve ayrıca ilk monomerik tek katmanların stabilitesi, içlerindeki bifenil içeriğine bağlıdır. ve yüksek konsantrasyonlarda (%75), ilk monomerik tek tabakaların stabilitesini aşar. Tarak şeklindeki polimer P1'in (monomer M1'e dayanan) molekülleri temelinde oluşturulan tek tabakalar, monomerik olanlardan daha kararlıdır, ancak bunların tümü, X-ışını yöntemiyle katı bir alt tabaka üzerinde temel olarak elde edilen düzenli çok tabakalı yapıyı tespit etmeye yönelik girişimlerdir. başarısız oldular. Polimer tek tabakasındaki polimerin yan gruplarının konumunu belirlemek için, aralayıcıların yapılandırılması rolünü oynayan alternatif polimer P ve kurşun stearat mono tabakalarının bir LB filmi olan karmaşık bir kafes (süper kafes) oluşturuldu (Şekil 1a). 2). Böyle bir üst örgüden ve kurşun stearatın çok katmanlı bir LB filminden elde edilen küçük açılı X-ışını kırınım modellerinin karşılaştırılması, polimerin yan gruplarının esas olarak neredeyse filmin düzleminde uzandığını ve sonuç olarak, su yüzeyinde. Polimer filmde katmanlı düzgünlüğün olmaması, ana zincirin su yüzeyinde iki boyutlu bir küre halinde döşenmemesi nedeniyle yüzen tabakanın yüzeyinin düzgün olmamasından kaynaklanmaktadır. Pirinç. 2. Kurşun stearat (a) ve polimer P1 ve kurşun stearat (b) mono tabakalarından birleştirilmiş bir süper örgünün LB filminin küçük açılı kırınım desenleri, süper örgü modeli ve ondan hesaplanan kırınım (sağda). Bu nedenle, düzenli polimer LB filmleri elde etme problemini çözmenin iki yolu vardır: 1 - monomerik çok katmanlı filmlerin katı bir substrat üzerinde UV polimerizasyonu yoluyla ve 2 - UV ile polimerize edilmiş yüzer tek tabakalardan çok katmanlı bir yapının hizalanması yoluyla. Schaefer'e göre imal edilen monomer M1'in çok tabakalı filmi, polimer P1'in yan grupları ile aynı tipteki tabakalarda moleküllerin oryantasyonu ile bir polar çift tabakalı yapıya sahiptir. Çift katmanlı periyodikliğe sahip bir yapının ortaya çıkmasının nedeni, ikinci bir tek katmanın reaktif olarak birikmesi veya moleküllerin bir kısmının alt tabaka üzerindeki katmandan kafa kafaya bir flip ile fırlatılmasıdır. M1 filminin UV ışıması, polar özelliklerini azaltması gereken polimer zincirinin oluşumu sırasında bükülme şeklindeki kusurların ortaya çıkması nedeniyle frekansında neredeyse 1,5 kat artışa yol açar. UV su ile polimerize edilmiş M1 tek tabakalarından Schaefer'e göre oluşturulan bir LB filmi, smektik F fazında polimer Pl'in yapısına çok yakın bir çift tabakalı yapıya karşılık gelen bir kırınım modeli verir. Burada modelleme, ikinci tek katmanlı izotaktik polimerin (tek taraflı tarak) substrat üzerinde reaktif birikiminden kaynaklanan iki katmanlı yapıyı, sindiyotaktik polimerin (çift taraflı tarak) iki katmanlı yapısından ayırt etmeyi mümkün kılar. 3. İkinci varyant için uyumsuzluk faktörü (R-faktörü) önemli ölçüde daha düşük olduğundan, izotaktikindiyotaktiklerin sudan ayrılması üzerine bir tek tabakaya konformasyonel dönüşümünün olduğu sonucuna varılabilir. Pirinç. 3. Monomer M1'e ve karşılık gelen katmanlar arası kırınım eğrilerine dayanan UV polimerize edilmiş tek tabakalardan LB filmlerinin yapısal modelleri: a) izotaktik moleküller için (R = 0.335) ve b) sindiyotaktik moleküller için (R = %0.091). M2, M3 ve M4 monomerlerinin LB filmleri, tek katmanlı periyodikliğe sahip bir yapıya sahiptir, ancak katmanlarda paralel bir molekül düzenine sahip kristal fazın aksine. Farklı basınçlarda monomer M3 monomerlerinden tabakalar arası periyotlarda kristal ve smektik C fazlarına benzer yapılar elde edildi. Bu, tek tabakanın yoğunlaştırılmış fazının ayrıca sıvı kristal fazın iki boyutlu bir analogunu içerdiğini gösterir. M2, M3 ve M4 monomerik filmlerin karakteristik bir özelliği, C = C bağlarını tarayabilen ve polimerizasyonu önleyebilen bitişik katmanlardaki uç grupların üst üste gelmesidir. Bu nedenle, M3 ve M4 monomerlerinin LB filmlerinin UV ışıması, tarama etkisinden dolayı filmde herhangi bir yapısal değişikliğe yol açmaz. UV polimerize edilmiş tek tabakalı M2 ve M4'ten imal edilen filmlerin yapısı da smektik fazda tarak şeklindeki bir polimerde olduğu gibi iki tabakalı olmaktan ziyade tek tabakalı bir periyodikliğe sahiptir. M2 ve M4 moleküllerinin kuyruklarındaki eter gruplarının etkileşimi, görünüşe göre, çift katmanlı bir yapının oluşumu ile konformasyonel dönüşümü engellemektedir. UV ışınlı M3 tek tabakalarından (%75 M3 içerikli bir karışım durumunda olduğu gibi) homojen olmamaları nedeniyle düzenli bir çok tabakalı film oluşturmak mümkün olmamıştır. M1-M3 ve M2-M3 karışımlarının LB filmlerinde faz ayrımı yoktur (MIX1-375 hariç). Tüm filmler, tek katmanlı periyodikliğe ve katmanlardaki moleküllerin paralel dizilimine sahip bir yapıya sahiptir. LB karışım filmlerinin yapılarında (MIX2-375 karışımı hariç), filmin UV polimerizasyonunu önleyen bitişik katmanlardaki moleküllerin uç gruplarının üst üste binmesi elemanı vardır. Bu sonuç, 1.5 yıl sonra meydana gelen MIX1-375 karışımının UV ışınlı LB filmindeki değişikliklerle doğrulanabilir. Tek katmanlı periyodikliğe sahip heterofaz yapılardan biri, monomer M1'in kristal fazının periyoduna denk gelen bir periyotla iki katmanlı bir yapıya dönüştürüldü. UV polimerize edilmiş tek tabakalı MIX1-350'ye dayanan LB filmin elektron kırınım çalışması, filmin esas olarak bir monomerik bileşen içerdiğini gösterir. Film yapısının simülasyonu ve X-ışını kırınımının hesaplanması bunu doğrulamaktadır. Elde edilen sonuçlara dayanarak, UV ışınımından sonra heterofazlarından dolayı tek tabakaların stabilitesinin azaldığı sonucuna varılabilir. Tek tabakalar, polimer bileşeniyle birlikte önemli miktarda monomer içerebilir. Ve ortaya çıkan sterik engeller nedeniyle polimerik yan gruplar hemen hemen su yüzeyinde bulunduğundan, Schaefer'e göre alt-tabaka filmle temas ettiğinde, monomerik moleküller tercihen üzerine oturabilir. UV ile polimerize edilmiş tek tabakalı MIX1-375'e dayanan filmde, monomer bileşeni de mevcuttur, ancak önemsiz bir miktarda. Simülasyon ve kırınım hesaplamaları, tek katmanlı periyodikliğe sahip izotaktik polimer moleküllerinin polar bir yapısını verir. Bu nedenle, karışımdaki fenil benzoat bileşeninin konsantrasyonundaki bir artış, daha gevşek bir tek tabaka oluşumuna ve sonuç olarak UV polimerizasyonundan sonra daha belirgin bir heterofaza yol açar. Bölüm 5, Langmuir tek tabakalarında ve LB filmlerinde makroskopik yönelimlerini kontrol etme olasılığı ve ikincisinin yapısını stabilize etme olasılığı ile birlikte makrosiklik moleküllerin (taç eterler) boşluklarından taşıma kanallarına sahip yapıların oluşumuna ilişkin çalışmaların sonuçlarını sunmaktadır. . Dibenzo-18-crown-6 ve dibenzo-24-crown-8'in, azometin ve enaminoketon fragmanları içeren çeşitli ikame ediciler (Şekil 4) ve bunlara dayalı LB filmleri içeren toplu örnekleri, ile taç eterlerinin komplekslerine dayalı olarak oluşturulan iletken filmler dahil. potasyum undesilenat (KO-CO- (CH2) 9 = CH2), sodyum laurinat (Na-O-CO-C11H23) ve fulleren C60. Kristal fazdaki disübstitüe edilmiş taç eterlerin toplu numuneleri, aynı P2/m simetrisine sahip monoklinik sistemle ilgili yapılar oluşturur. Yapılar, komşu moleküllerin ikame edicilerinin üst üste geldiği, matojenik olmayan yapılar için tipik olan ortak bir öğenin - örtüşen paketlemenin olduğu paketleme yoğunluğunda yakındır (Şekil 5). Hücre parametreleri, merkezi parçanın uzama derecesini de etkileyen, tepenin boyutuna ve yan ikamelerin uzunluğuna bağlıdır. İkame edicilerde enaminoketon gruplarının varlığı, içerdiği molekül sayısı nedeniyle hücrenin enine boyutlarında önemli bir artışa yol açar. Nedeni, görünüşe göre, komşu moleküllerin enaminoketon fragmanlarının çift temaslarının gerçekleştirilmesi sırasında, yapıyı enerjik olarak daha uygun hale getiren, sadece molekül içi değil, aynı zamanda moleküller arası hidrojen bağları N-H O'nun oluşumunda yatmaktadır. Bu tür bağların varlığı, 3416 cm - 1 bölgesinde NH gruplarının germe titreşimlerinin geniş ve yoğun bir absorpsiyon bandının bulunduğu bu bileşiklerin IR spektrumlarının verileriyle dolaylı olarak doğrulanır (genellikle bu bant düşük yoğunluğa sahiptir). ). Böyle bir kafesin erimesi, hidrojen bağlarıyla çapraz bağlanmış iki boyutlu molekül parçaları bırakır. Bu parçaların paketlenmesindeki boyuna bozulmalar enine olanlardan daha az olduğu için tabakalaşma belirtileri olan bir yapı ortaya çıkmaktadır. Gerçekten de, numunenin bir manyetik alanda eritilmesiyle elde edilen X-ışını kırınım modeli, nematiğe karşılık gelir, ancak bir şerit yapısının işaretleri ile. Bu, sözde eğimli sibotaktik nematik fazdır. Taç eter molekülleri, ikamelerdeki azometin fragmanları ile etkileşime girdiğinde, hidrojen bağları yoktur ve sonuç olarak, kristal kafesin erimesi sırasında klasik nematik faz oluşur. Hidrojen bağları nedeniyle yapı daha muhafazakar hale gelir ve bu faktör LB teknolojisi ile oluşturulan katman yapılarını stabilize etmek için kullanılabilir. Tek tabakaların oluşumu ve LB filmlerin yapısı. Di-ikame edilmiş taç eterler -A moleküllerine dayalı Langmuir tek tabakalarının oluşumu sırasında elde edilen izotermler, basınç büyümesinin şekli ve başlangıcı bakımından farklılık gösterebilir. Kurslarındaki fark, ortaya çıktığı gibi, yalnızca kapsama derecesine veya çözünmüş moleküllerin konsantrasyonuna değil, aynı zamanda belirleyici bir ölçüde alt fazın sıcaklığına da bağlıdır. 17 -A'nın altındaki sıcaklıklarda, izotermlerin, konumu hem alan hem de yüzey basıncında kesin olarak sabitlenmemiş olan karakteristik bir tümseğe veya platoya sahip olduğu bulundu. Taç eterlerinin -A izotermleri üzerinde bir tümseğin (veya platonun) varlığı, faz geçişinin mekanizması hakkında kesin bir görüş olmamasına rağmen, genellikle sıvı-genişletilmiş bir durumdan yoğun bir duruma bir faz geçişi ile ilişkilidir. Faz geçişi tipi kinetik kısıtlamalar tarafından belirlenir - sıkıştırma oranındaki bir azalma veya ikame edicilerin uzunluğundaki bir azalma ile kambur bir platoya dönüşür. Sıcaklıktaki bir artışla, kambur (veya plato) dejenere olur ve 23C'den başlayarak artık gözlenmez, Şek. 6. -A izotermlerinin davranışının gözlemlenen tüm özellikleri dikkate alındığında, yüzer katmandaki yapısal dönüşümlerin mekanizması aşağıdaki gibi açıklanabilir. Taç eter molekülleri toplanma eğilimindedir, ancak bu, taç eter molekülleri tarafından tutulan çözücü molekülleri tarafından engellenebilir. Oluşan katmandaki kümelenmiş ve kümelenmemiş moleküllerin oranı, izoterm üzerindeki tümseğin veya platonun (faz geçişi) konumunu belirleyecektir. Belirli bir basınca (sıcaklığa bağlı olarak) ulaşıldığında, çözücü molekülleri tek tabakadan sıkılır ve düz duran taç eter moleküllerinin kümelenme mekanizması tetiklenir. Bu yorum ayrıca, genişletilmiş tek tabakanın ikincil sıkıştırılması sırasında, oluşan agregalar artık parçalanmadığından sadece düzgün bir izotermin elde edilmesi gerçeğiyle de desteklenmektedir. Yükseltilmiş bir sıcaklıkta (23-24 ° C), çözücü, tek tabaka oluşumunun ilk aşamasında zaten su yüzeyini terk etmeye başlar ve sonuç olarak pürüzsüz bir izoterm elde edilir. Faz geçişi sırasında taç eterlerin konformasyonel sertliğine bağlı olarak, moleküller ya uzamsal yönelimlerini değiştirirler, daha sonra kenarda bir dönüşle (rijit taç-6) birbirine çarparlar veya taç bölgesinde bükülürler; birbirlerine göre uzunlamasına bir kayma ile gerçekleştirilen bir agrega oluşumu sırasında komşu moleküllerin sıkı teması (esnek taç-8). Bu, oluşturulan tek tabakaların yapısındaki ve sonuç olarak, temel alınarak elde edilen LB filmlerinin yapısındaki farklılıktan sorumludur. X-ışını verilerine göre, sırasıyla ya tek katmanlı periyodikliğe sahip yarı iki boyutlu bir yapıya ya da moleküllerin iç örtüşmesiyle orantısız çift katmanlı bir yapıya sahiptirler. Pirinç. 6. - Crown-6-a10'un bir izotermi: Şek. 7. Taç-8-e12 moleküllerinin LB filminde paketlenmesi, a - 0,5 mg / ml; 1.7 ml/m2; 17оС, elektron yoğunluğu (z), deneysel (1) b - 0,5 mg / ml; 1.7 ml/m2; 24оС ve hesaplanan (2) saçılma yoğunluğu - 0.25 mg / ml; 2.14 ml / m2; 17oC. LB filmler için çok tabakalı yapı LB filmler, iki ikameli taç eterlerin yüzen tabakalarından oluşturulduğunda, ikame edicilerin yapısı, yapılarının stabilitesi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Örneğin, ikamelerde azometin grupları olan taç eterlerin LB filmlerinin yapısında, bitişik katmanlardaki moleküllerin terminal fragmanlarının önemli bir örtüşmesi ortaya çıkar, bu da böyle bir yapının yarı-iki boyutlu olarak düşünülmesine izin vermez. Bu yapısal eleman, kristal fazın karakteristiğidir. İkame edicilerin enaminoketon grupları içermesi durumunda, LB filmlerinin yapısı, tek katmanlı (taç-6e-n) veya orantısız çift katmanlı (taç-8e-n) smektik bir yapıya benzer şekilde ya yarı iki boyutlu kalır. , bkz. 7) frekans. Görünüşe göre, katmanlardaki komşu moleküllerin aktif enaminoketon gruplarının doğrudan veya bir kloroform molekülü aracılığıyla hidrojen bağlarının oluşumu ile etkileşimi, yarı iki boyutlu yapıyı kristalleşme açısından daha kararlı hale getirir. Yağ asidi tuzları ve fulleren C60 ile birlikte yüzen tabakalardaki taç eter moleküllerinin davranışının incelenmesi, uzaysal olarak lokalize nano ölçekli iletken elementlerle film yapıları oluşturmak için yapıldı. Kron-8-e12'nin potasyum undesilenat (CA) veya sodyum laurinat (LN) ile 1 oranındaki karışımlarına dayanan yüzer tabakaların izotermleri, faz kaymasıyla saf taç-8-e12 izoterminden farklıdır. molekül başına geniş alanların bölgesinde sıvı-genişletilmiş sıvıdan yoğunlaştırılmış duruma geçiş (bir kambur şeklinde), bu da komplekslerin oluşumunu gösterir. Tek tabakadaki davranışları, sert taç eter moleküllerinin davranışına çok benzer, çünkü taç eter tacı, bir kompleksin oluşumu sırasında konformasyonel hareketliliğini kaybeder. İkinci faz geçişi (bir plato veya bükülme şeklinde), birincisi gibi (bir kambur şeklinde) yüzer tabakada oluşan kompleksin parçalarının yeniden yönlendirilmesi ile ilişkili sıcaklığa bağlıdır, ancak daha az ölçüde . 24 °C'de, platonun uzunluğu yalnızca azalır ve molekül başına daha küçük alanların bulunduğu bölgeye kayarken, tümsek tamamen kaybolur. X-ışını deneyinin verilerine göre, yoğun fazdan biriken FE-UC kompleksinin LB filmi, tek katmanlı periyodikliğe sahip yarı iki boyutlu bir yapıya sahiptir (FE moleküllerinin merkezi kısımları eğimlidir). kenar, uç parçaların üst üste binmesi yoktur). Taç eter boşluğunda (donör), iki iyon (K +) vardır ve asit kalıntıları katmanlara gömülüdür ve sübstitüentlere paralel olarak yönlendirilir, Şek. 7. Model yapısına çözücü moleküllerinin düzenli olarak dahil edilmesinin hesaba katılması, R faktöründe 0.038'den 0.024'e bir azalmaya yol açar. Crown-8-e12'nin LN ile oluşturduğu komplekse dayanan LB filminin yapısı, asit kalıntılarının düzenlenmesinde farklılık gösterir (sübstitüentler boyunca değil, boyunca). KE-UK ve KE-LN komplekslerinin LB filmleri yarı iki boyutludur ve kristalleşmez. Filmin ayrı bir katmanı, FE kronları tarafından oluşturulan iletken kanalları ve FE ikame edicileri tarafından oluşturulan dielektrik katmanları içeren bir iletken katmandan oluşan bir sandviç yapı olarak düşünülebilir. Genel olarak, film, yalıtımlı tellere sahip nano ölçekli çok çekirdekli bir kablo için bir prototip görevi görebilecek bu tür sandviçlerden oluşan bir pakettir, Şek. sekiz. Crown eterler ayrıca, üç boyutlu agregaların oluşumuna meyilli olan C60 fulleren agregasyonunu bastırmak için kullanıldı, bu da Langmuir tek katmanlarını ve yalnızca temelinde düzenli katmanlı yapıları oluşturmayı çok sorunlu hale getirdi. Hidrofobik hidrofilik bir dengenin olmamasına rağmen stabil bir tek tabaka oluşturabilen bir kompleks oluşturucu ajan olarak ikame edilmemiş bir taç eterin kullanılması, makrosikllerin boşluklarına ulaşan alt fazın yüzeyindeki alanı arttırmak ve sonuç olarak, tavsiye edilir. , onlara giren fulleren moleküllerinin olasılığı. Yüzer katmanlar DB18C6 ve C60'daki (2: 1 oranında) yapısal dönüşümlerin çalışmasında elde edilen -A izotermlerinin önemli bir özelliği, basınç artışının başlamasının, başına maksimum alanı önemli ölçüde aşan bir alana karşılık geldiği gerçeğini içermelidir. tek tabaka oluşumunun ilk aşamasında C60 moleküllerinin toplanmadığını gösteren koşullu molekül. Sandviç tipi komplekslerin oluşumuyla sonuçlanan bir tek tabakadaki yapısal dönüşümler Şekil 9'da gösterilmektedir. İleri ve geri izotermler sırasında hafif bir histerezis, aynı zamanda, taç eter - fulleren kompleksi sterik engeller nedeniyle oluştuğundan ve dekompresyon sırasında ayrıştığından, C60 agregasyonunun büyük ölçüde bastırıldığını gösterir. Pirinç. 9. -Bir izoterm ve yapının bir diyagramı Şekil. 10. DB18K6 ve C60'a dayalı deneysel katman olan yüzen elektron yoğunluk katmanında tur dönüşümlerinin yapısal modeli ve izdüşümü. hesaplanmış (1) ve hesaplanmış (2) kırınım Şek. 11. DB18C6 ve C60 molekülleri tarafından oluşturulan komplekslere dayalı LB filmin model yapısı ve AFM görüntüsü. Heteromoleküler DB18C6 ve C60 tek katmanlarından birleştirilmiş bir LB filminin küçük açılı X-ışını kırınım verileri (Şekil 10) ve AFM çalışmaları (Şekil 11), sandviç benzeri kompleksin katman yapısındaki temel unsur olduğunu göstermiştir. Bu durumda yapı, C birbiriyle temas edecek ve ayrı bir katmanın sınırlarını aşmayan zincirler oluşturacak şekildedir. Elde edilen LB filmlerinin (FE-UK ve FE-LN komplekslerine dayalı filmlerin yanı sıra) tek eksenli olduğu ve katman düzleminde makroskopik bir yönelime sahip olmadığı belirtilmelidir. Bölüm 6. Burada, hem manyetik özellikleri (güçlü organik paramanyetler) hem de önemli ölçüde daha düşük (farklı doğada anyonlar içeren komplekslere kıyasla) faz geçiş sıcaklıkları ile dikkat çeken toplu numunelerin ve lantanitlerin mezojenik komplekslerinin LB filmlerinin yapısal çalışmalarının sonuçları, tablo. 2. Bir manyetik (veya elektrik) alan ile yönlendirme sırasında komplekslerin yığın fazlarının yapısal parametrelerinin sıcaklık davranışına, bu fazların yapısı ile LB filmlerinin yapısı arasında bir korelasyon kurulmasına ana dikkat gösterildi. kompleksler temelinde oluşturulmuş ve bu kompleksleri çift eksenli film dokuları oluşturmak için kullanma olasılığı. Lantanit komplekslerinin yapısal formülleri ve manyetik anizotropileri Dy [X] 2 SO4-C12H25 C12H25-O-C6H3 (OH) -C = N-C18H37 - Ho [Ho (LH) 3] [X] 3 SO4-C12H25 C14H29-O - С6Н3 (ОН) -С = N-С18Н37 - Tb [X] 3 SO4-C12H25 С14Н29-О-С6Н3 (ОН) -С = N-С18Н37 - Yığın numuneler bir X-ışını manyetik odasına yönlendirildi. 1.2 T, izotropik fazdan hızlı (1 derece/dak) ve yavaş (0, derece/dak) soğutmada olduğu gibi. Oda sıcaklığından temizleme noktasına kadar olan bir aralıkta bir ısıtma döngüsü sırasında oryante edilmiş numunelerin X-ışını fotoğrafçılığı yerinde gerçekleştirilmiştir. İncelenen kompleksler iki (SmF ve SmC) veya üç (SmB, SmF ve SmC) smektik faz oluşturur. Daha kısa ligandlı komplekslerde (Dy ve ErI kompleksleri), görünüşe göre onlar için SmF-SmB faz geçişinin sıcaklığının cam geçiş sıcaklığından daha düşük olması nedeniyle SmB fazı gözlemlenmez. Yönlendirilmiş örneklerin bir özelliği, uygun katman yapısının yeterli derecede yüksek bir oryantasyon derecesine sahip bir bütün olarak zayıf bir oryantasyondur (S = 0.8). Bu durumda, modellerden kırınım hesaplamaları ile gösterildiği gibi, komplekslerin molekülleri uzamış bir konformasyona sahiptir, ancak SmC fazında bitişik katmanlardaki ligandların terminal fragmanlarının hafif bir örtüşme eğilimi vardır. Faz geçişleri sırasında komplekslerin kırınım parametrelerinin davranışı, hem moleküler yapılarına hem de tarihöncesine - alana göre oryantasyon sırasında numunelerin soğuma hızına ve alanın doğasına (elektrik veya manyetik) bağlıdır. Bir manyetik alandaki soğuma hızı, SmF-SmC faz geçiş sıcaklığını etkiler. Bununla birlikte, Ho kompleksinde gözlemlenen faz geçişinin daha yüksek bir soğutma hızında daha düşük bir sıcaklığa kayması aşırı soğutmanın etkisiyle açıklanabilirken, Dy kompleksinde bu kayma daha yüksek bir sıcaklığa doğru gerçekleşir. Bir manyetik alanda yavaş soğumaya yönelik bu kompleks için başka bir olağandışı gerçek, küçük açılı ve geniş açılı yansımaların genişliğindeki karakteristik değişikliklerin önemli bir sıcaklık kaymasıdır (Şekil 12). Yani, disprosyum kompleksi iki fazlı bir sistem gibi davranır: kompleksin katmanları oluşturan merkezi kısımları bir fazdır ve katmanlar arasında bir tür ara katman oluşturan ligand kuyrukları başka bir fazdır. Ayrıca, çift fazlılık, kompleksin merkezi kısmının (negatif manyetik anizotropili paramagnet) ve ligand kuyruklarının (pozitif diamanyetik anizotropili) farklı şekilde yönlendirilmesi gereken bir manyetik alan etkisi olarak kendini gösterir. Alanda hızlı soğutma üzerine etki gözlenmez, çünkü bu durumda kompleks molekül tek bir bütün olarak davranır. Pozitif manyetik anizotropiye sahip erbiyum kompleksleri durumunda (Tablo 2), faz geçişi sırasında yansımaların genişliğindeki karakteristik değişiklikler, tek fazlı bir sistemde olduğu gibi eşzamanlı olarak meydana gelir, çünkü merkezin oryantasyonu ile ilgili herhangi bir çatışma yoktur. bir manyetik alandaki kompleks ve periferik ligand gruplarının bir parçası (Şekil 12). Pirinç. 12 Dy (sol) ve ErII (sağ) komplekslerinin geniş açı () ve küçük açı () maksimumlarının yarı genişliklerinin sıcaklık bağımlılıkları. 1,2 T manyetik alanda yavaş (,) ve hızlı (,) soğutma ile yönlendirme. Dy kompleksi, SmC fazında sabit bir elektrik alanı ile yönlendirildiği zaman, tabaka periyodunda gözle görülür bir azalma eğilimi vardır ve düşük sıcaklık fazında tabaka periyodu, SmB fazında olduğu gibi kesme molekülü ile çakışır. Bu durumda, faz geçişi sırasında küçük açılı yansımaların genişliğinde gözle görülür bir değişiklik gözlenmez ve geniş açılı yansımaların genişliği, faz geçişinden sonra önemli ölçüde artmaya devam eder. Nedeni yönlendirme mekanizmasındadır. Sabit bir elektrik alanında, pozitif dielektrik anizotropiye sahip kompleksin molekülleri kendilerini alana paralel olarak yönlendirme eğilimindedir. SmC aşamasında, katmanlar boyunca maksimum olan önemli ölçüde artan iletkenlik nedeniyle, bunların alan boyunca dönme eğilimi vardır. Yönlendirme çatışması, katmandaki moleküllerin eğiminde bir artışa yol açar. Komplekslerin –15oС'ye soğutulduktan sonra X-ışını fotoğrafçılığı, kristalleşmediklerini, camsı halde yapılandırılmış katmanlarla (SmF veya SmB) smektik yapıyı koruduklarını gösterdi. Bu gerçeğe dayanarak, LB filmlerin çok katmanlı yapısının aynı ölçüde muhafazakar olması beklenebilir. Lantanit komplekslerine dayalı Langmuir tabakalarının oluşumu sırasında elde edilen izotermler de aynı tiptedir, Şek. 13. Sıfır başlangıç basıncı ile karakterize edilirler ve uzunlamasına (sıvı-genişlemiş fazda) değişen komplekslerin konformasyonundaki bir değişikliğin neden olduğu yüzer tabakadaki yapısal ve faz dönüşümlerinin karmaşık doğasını gösteren bir dizi bükülmeye sahiptirler. ) ile çok kuvvetli kavisli (yoğun fazda). İzotermdeki ilk plato, yoğunlaştırılmış tek katmanın bir çift katmana dönüşümüne ve ikincisi, çift katmanlı yapının üst katmanındaki komplekslerin konformasyonundaki bir değişiklikle ilişkili yapısal dönüşümlere karşılık gelir. bu durumda, moleküller kuyruklar üzerinde durur). Alt fazın sıcaklığındaki veya bir tek tabakanın sıkıştırma oranındaki bir artış, platonun bozulmasına ve faz geçişlerinin molekül başına geniş alanlara doğru kaymasına yol açar. Bu durumlarda, daha büyük heterojenlik nedeniyle yüzen katman daha az kararlı hale gelir. LB filmlerinin komplekslere dayalı sonraki çalışmaları, yapılarının biriktirme basıncına, tabloya bağlı olduğunu gösterdi. 3. Düşük transfer basınçlarında (bir platoya kadar) leke benzeri yapılar, LB filminin yapısı değiştiğinde, daha yüksek basınçlar (birinci platonun üzerinde) durumunda olduğundan daha kısa bir süre (moleküllerin daha fazla eğimi) ile oluşturulur. yığın numunede düşük sıcaklık smektiğinin yapısına çok yakındır. İkinci platonun üzerindeki basınçlarda, homojen olmaması nedeniyle yüzer tabakada farklı tiplerde yapılar bulunabilir, tablo. 3. Bir sıvı kristal yapının bir manyetik alana tepki verme yeteneği, standart LB teknolojisi tarafından önerilenden daha makroskopik olarak daha düzenli ince lantanit kompleks filmleri oluşturmak için kullanılmıştır. Yüzen bir tabakanın oluşumuna bir manyetik alan dahil edildiğinde (Şekil 11), çift eksenli bir dokuya sahip film yapıları elde etmek mümkün hale gelir. Tasarlanan manyetik ek, B = 0,05 T (H = 4 · 104 A / m) indüksiyonlu bir alan oluşturmanıza olanak tanır. Kritik Fredericksz alanının (Hc = 2 · 102 A / m) hesaplanmasının gösterdiği gibi, bu, alt fazın yüzeyinde mezojenik komplekslerin oryantasyonu için yeterlidir. Dy kompleksinin LB filmleri için basınç ve yapısal verileri aktarın. Refleks d, ben, rel. birimler Refleks d, ben, rel. birimler Refleks d, ben, rel. birimler Langmuir katmanları, bir manyetik alan varlığında kompleksler temelinde oluşturulduğunda, izotermlerde bir takım karakteristik farklılıklar ortaya çıkar, Şek. 15. Bu, ilk Şekil 1'deki basınç artışının daha sonraki bir başlangıcıdır. 14. Şekil 1'deki manyetik alanın konfigürasyonu. 15. -Tb kompleksinin bir izotermi, banyonun LB düzlemine izdüşümler. 1 - tek tabakaların oluşumu sırasında elde edilen banyonun kenarları, 2 - bir bariyer, 3 - alanı olmayan bir plaka (a) ve bir tek tabaka oluşumunun manyetik bir aşamasının varlığında, uzunluğunda bir azalma tek tabakanın gaz fazına karşılık gelen bölüm 1-2, sıvı-genişletilmiş faza geçişten sonra basınçta daha hızlı bir artış (bölüm 2-3), yoğunlaştırılmış izotermlerde daha küçük karakteristik kıvrım veya plato alanlarına doğru bir kayma durumu (izotermdeki bölüm 3-4, 1. yoğun faza karşılık gelir ve 4-5, çift katmanlı oluşum aşamasına karşılık gelir). Alandaki sipariş moleküllerinin etkisinin devreye girdiği yer burasıdır - paketleme daha yoğun hale gelir. Bir manyetik alanın etkisi, LB filmlerinin yapısında da kendini gösterir. Böylece düşük (6 mN/m) basınçta elde edilen Dy ve Tb komplekslerinin filmlerinde ara katman periyotları gözle görülür şekilde artmakta ve yüksek (19 mN/m) basınçta elde edilen filmlerin periyoduna eşit hale gelmektedir. Aynı zamanda, bir elektron kırınım deneyi, film düzleminde bir dokunun görünümünü gösterir, Şekil. 16-b. Bununla birlikte, çift eksenli bir film, yalnızca nispeten düşük bir basınçta (mN / m) tek tabakalar uygulanarak elde edilebilir. Bunun nedeni, moleküllerin konformasyonel gevşemesinde yatmaktadır. Yüksek basınçta, bir tek tabakadaki kompleksin molekülleri kuvvetli bir şekilde bükülür ve su yüzeyinden ayrıldıklarında, alan tarafından belirlenen azimut yöneliminin tahrip edilmesiyle düzleşirler. Düşük basınçlarda, moleküller zayıf bir şekilde bükülür ve konformasyonel gevşeme, azimut yönelimi için o kadar felaket değildir. Filmde çift eksenli doku, konuk-konak etkisi kullanılarak da elde edilebilir. Bir manyetik alan varlığında yüzen bir tek tabaka oluşumu aşamasında konuk moleküllerin kompleksin molekülleri tarafından yönlendirildiği durum, çeşitli sistemlerde düzlemsel anizotropi ile ultra ince filmler elde etmek için gerçekleştirilmiştir. Böylece, 1: 2.4 molar konsantrasyona sahip ErII kompleksi - tetrasübstitüe porfirin karışımının heteromoleküler yüzen katmanları temelinde, sırasıyla yeterince yüksek bir anizotropiye (yönlendirme derecesi S = 0.84) sahip optik olarak anizotropik LB filmleri elde edildi. Bu sistemde, kompleksin molekülleri tek tek porfirin molekülleri tarafından değil, aksi takdirde izotermine çok benzeyen -A izoterminin başlangıç bölgesinde bir plato görünümüyle gösterildiği gibi kümeleri tarafından yönlendirildi. ErII kompleksi. Belirli bir düzlemsel iletkenlik anizotropisi ile LB filmleri oluşturmak için üçlü sistem taç eter - sodyum laurinat - terbiyum kompleksi kullanıldı (molar oran sırasıyla 1: 2: 1 ila 100: 200: 1 arasında değişiyordu). Genel yapıdaki tüm moleküllerin uyumluluğu, taç eter - sodyum laurinat ve terbiyum kompleksinin (daha önce incelenmiştir) karışımının, çok fazla olmayan eğik yarı-www.sp-department.ru iki boyutlu katman yapıları oluşturmasına dayanıyordu. LB filminde farklı dönemler. Terbiyum kompleks moleküllerinin negatif manyetik anizotropisi, yüzen tabakadaki moleküllerin manyetik alana dik olarak yönlendirilmesine yol açar ve anizometrik taç eter moleküllerini kendilerini aynı şekilde yönlendirmeye zorlar. Bu durumda iletken kanalların yönelimi, manyetik alan çizgilerine paralel yönde maksimum elektriksel iletkenliği sağlamalıdır. LB filmindeki iyon ileten kanalların katman boyunca yönlendirilebilmesi için, taç eter molekülleri (jeneratörleri), taç eterlere dayalı filmlerin çalışmasında oluşturulan yapısal modellere karşılık gelen kenara eğimli olmalıdır. ve bir taç eter - sodyum laurinat karışımı. Tek tabakanın katı bir alt tabakaya transferi sırasında, iletken kanalların azimut yönü korunur, bu sadece elektronik olarak değil, aynı zamanda LB filmlerinin farklı yönlerde düzlemsel iletkenliğinin doğrudan ölçümleriyle de doğrulanır (Şekil 17). Üçlü sistem disübstitüe edilmiş DB24crown8 - fulleren C60 - terbium kompleksine dayanan LB filmleri için benzer sonuçlar elde edildi. Pirinç. 17. Manyetik alanın (A yönü) boyunca ve (B yönü) boyunca bileşenlerin farklı molar oranlarına sahip taç eter - sodyum laurinat - terbiyum kompleksi karışımının LB filminin elektrotlarının ve elektriksel iletkenliğinin (G) konfigürasyonu. Go, temiz bir alt tabakanın iletkenliğidir. Filmin düzlemsel iletkenliğinin anizotropisi, karışımdaki terbiyum kompleks moleküllerinin konsantrasyonundaki bir azalma ile artar, Şek. 17. Bunun nedeni, bu moleküllerin iletken kanalların yapısı üzerindeki bozucu etkisinin azalmasıdır. Aynı zamanda, terbiyum kompleksinin mo moleküllerinin dev manyetik momentleri, nispeten düşük konsantrasyonları durumunda bile, taç eter - sodyum laurinat veya taç eter - molekülleri tarafından oluşturulan alan yapısını yönlendirmeyi mümkün kılar. C60 kompleksleri. Ana sonuçlar ve sonuçlar 1. Mezojenik akrilatlar tarafından oluşturulan polar simetriye sahip yapılarda, dipol momentlerinin kompanzasyonunun sadece tek tek moleküller düzeyinde değil, aynı zamanda polar moleküllerden dimerlerin oluşumu sırasında da meydana gelebileceği gösterilmiştir. Bir kiral parçanın varlığı, hem molekülde hem de moleküler paketlemede bağların dipol momentlerinin dengelenmesini sterik olarak engeller. Molekülün kuyruğuna C = O grubunun eklenmesi moleküler paketlemenin doğasını değiştirir; dipol-dipol etkileşimi nedeniyle yapı azimut ayarına göre daha konservatif hale gelir (bu da polar Cr- oluşumunu açıklar). H* fazı) ve faz ayrımı (kiral ve akiral akrilatların LC karışımlarında). Karışımlardaki aşiral bileşenin uzunluğundaki bir artış, bitişik katmanlarda örtüşen moleküller ile normal bir smektik oluşumuna yol açar. Büyük bir azimut ayarı, bu fazlarda polar tabakaların oluşumunu engelleyen önemli bir faktördür. 2. Kiral ve akiral akrilatlar bazında elde edilen homopolimerler ve kopolimerler ve bunların karışımlarının polar çift katmanlı smektik yapılar oluşturduğu bulunmuştur. İki katmanlı katmanlardaki kiral ve aşiral bileşenlerin dağılımı, kopolimerdeki konsantrasyon oranlarına bağlıdır. Kopolimerdeki kiral ve aşiral bileşenlerin farklı uzunluklarda olması ve çift katmanın katmanlarındaki eşit olmayan oranlarının olması durumunda, aynı tipteki smektik fazlar içinde karakteristik yapısal değişiklikler gözlenir (bir tür mikrofaz ayrımı durumu). Helisoidal yapının perdesi, çift katmanlı katmanlardaki kiral ve aşiral bileşenlerin aynı orandan eşit olmayan oranına gidildikçe artar. Düşük bir kiral bileşen konsantrasyonunda, bir şerit yapısı gözlenir (CPL1-325 için). Kopolimerlerin yönlendirilme şekli, yapıları üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir. 1106 V / m'ye kadar sabit bir elektrik alanı ile yönlendirildiğinde, sarmal yapı bükülmeden kalır, tabaka yapısının yönelim derecesi manyetik alandakinden daha yüksektir. Manyetik oryantasyon durumunda, kopolimerin yan gruplarının oryantasyon derecesi ve translasyon sıralaması daha yüksektir. 3. Kopolimerdeki aynı kiral ve aşiral bileşen oranıyla, polar ve polar olmayan durumlar arasındaki enerji farkının minimum olduğu, bu da örneğin bir elektrik alanında (önemli ölçüde daha yüksek olması gerekir) polarizasyonunu kolaylaştırabileceği gösterilmiştir. 1106 V / m'den fazla). 4. Tarak şeklindeki polimer moleküllerinden oluşan LB filmin X-ışını amorf yapısının nedeninin, ana zincirin sınırlı esnekliğinden kaynaklandığı ve bunun da yüzey üzerinde gevşek ve düzgün olmayan yüzer bir tabaka oluşmasına yol açtığı gösterilmiştir. su yüzeyi. Örneğin kurşun stearat bazında oluşturulmuş aralayıcı tek tabakaları kullanarak, LB filmdeki ayrı tabakaları sınırlandırmak ve radyografik olarak normal çok tabakalı yapıyı görmek mümkündür. 5. Parasübstitüe bifenillerin, fenil benzoatlardan daha yoğun ve çökmeye karşı daha dirençli olan tek tabakalar oluşturduğu bulundu. Karışımların yüzen tek tabakalarındaki bifenil bileşeninin konsantrasyonundaki bir artış, bunların stabilitesini de arttırır. Moleküllerin kuyruk parçasının yapısı, tek tabakaların yoğunluğunu ve stabilitesini en güçlü şekilde etkiler: kuyrukta bir karbonil grubunun varlığı ve uzunluğundaki bir artış, tek tabakaların ve bifeniller ve fenil benzoatların yoğunluğunda ve stabilitesinde bir artışa yol açar. 6. LB teknolojisi kullanılarak, mezojenik para-ikameli bifeniller ve bunların fenil benzoatlarla karışımlarından düzenli polar filmlerin oluşturulabileceği gösterilmiştir. Bu durumda, LB filmlerinin yapısında belirli bir korelasyonun varlığı ve incelenen bileşiklerin yığın fazlarının yapısı ortaya çıkar. LB filmlerinin yarı-iki boyutlu yapısının UV polimerizasyonu ile stabilizasyonu, sadece moleküllerin uç parçaları tarafından C = C bağlarının taranmaması durumunda mümkündür. 7. Homo ve heteromoleküler yüzen tek tabakaların UV polimerizasyonuna, kural olarak, büzülmelerinin eşlik ettiği ve stabilitede bir artışa yol açtığı bulundu. Bununla birlikte, moleküllerin tek tabakaya büyük bir eğimi durumunda, UV ışınımından sonra oluşan polimerin yan grupları su yüzeyine düşer ve tek tabaka, basınç bariyerinin hareketinin başlamasıyla neredeyse aynı anda çökmeye başlar. . Teorik fizik Fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tezin ÖZETİ Novosibirsk - 2011 Çalışma, Novosibirsk Devlet Teknik Üniversitesi'nde Fizik ve Teknoloji Uygulamalı ve Teorik Fizik Bölümü'nde yapıldı ... " «Atkarskaya Agata Sergeevna İlişkisel halkalar üzerinde lineer grupların izomorfizmaları Uzmanlık 01.01.06 Matematiksel mantık, cebir ve sayılar teorisi Fizik ve Matematik Bilimleri Adayı Derecesi Tezinin Özeti Moskova 2014 Çalışma Fakülte Yüksek Cebir Bölümü'nde yapıldı. Mekanik ve Matematik Bölümü, FSBEI HPE" Moskova Devlet Üniversitesi, M. V. Lomonosov "...." “Ponomarev Ivan Viktorovich EPİTAKSİAL ARSENİT GALYUM uzmanlığına DAYALI İYONİZE RADYASYON DEDEKTÖRLERİ İÇİN YAPILAR 01.04.10 - yarı iletkenlerin fiziği Fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tezin ÖZETİ Tomsk Devlet Üniversitesi yarı iletken fiziği laboratuvarları OSB Sibirya ve Fizik Enstitüsü Teknoloji..." «MIRONOV GENNADY IVANOVICH HUBBARD MODELİNDE GÜÇLÜ İLİŞKİLERLE İKİ BOYUTLU VE NANOSCALE SİSTEMLER TEORİSİ 04/01/02 - teorik fizik Fizik ve Matematik Bilimleri Doktora Derecesi için Tez Özeti Kazan - 2008 2 Çalışma gerçekleştirilmiştir. Kazan Devlet Üniversitesi Teorik Fizik Bölümü'nde VE. Ulyanova-Lenin Bilimsel danışman: Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör Boris Ivanovich Kochelaev Resmi rakipler: ... " "ARBUZOV ANDREY ALEKSANDROVICH Gerçek ve karmaşık eşlenik göstergelerle kesirli-kuvvet ifadeleriyle açıklanan dielektrik spektrumların teorisi ve analiz yöntemleri Uzmanlık: 01.04.02 - teorik fizik Fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tezin özeti Kazan - 2009 yüksek mesleki eğitim devlet eğitim kurumunun fiziği Kazan ... " MUTINA Albina Rishatovna VN SABAH E GRADI EN SİZİN PORISİNDEKİ MANYETİK ALANLAR X ORTAMLAR: E KSPERIM EN TALNO E ISSL EEDOVANI E Uzmanlık 01.04.07 - Yoğun madde fiziği Fiziksel ve matematiksel aday derecesi için tezin özeti bilimler Kazan 2007 Moleküler Fizik Bölümü'nde ... " “Tomsk 2007 fiziksel ve matematiksel bilimler adayı derecesi için tez. Çalışma Tomsk Devlet Üniversitesi Kuantum Alan Teorisi Bölümü'nde gerçekleştirildi. Bilimsel danışmanlar: Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör Semn Leonidovich ... " “Selivanov Nikita Ivanovich Sübstitüe edilmiş akridin, kumarin ve Nil kırmızısının çözeltilerdeki ve ince filmlerdeki foto-işlemleri üzerindeki moleküller arası etkileşimlerin etkisi 02.00.04 - fiziksel kimya Kimya bilimleri adayı derecesi için tezin özeti Tomsk - 2011 Çalışma şurada yürütülmüştür: Kimya Fakültesi Fiziksel ve Kolloidal Kimya Bölümü ve Tomsk Devlet Üniversitesi'nin moleküllerinin fotofizik ve fotokimya laboratuvarında Bilimsel danışman: aday ... " «Pleshinskiy Ilya Nikolaevich Helmholtz denklemi ve Maxwell denklem sistemi için sınır değer problemlerini ve konjugasyon problemlerini yeniden tanımladı 01.01.02 - diferansiyel denklemler Yazarın fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tez özeti Kazan - 2007 Çalışma şurada yapıldı: yüksek mesleki eğitim devlet eğitim kurumu Kazan Devlet Üniversitesi adını aldı ... VE. Ulyanova-Lenin Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, ... " Ruslan Magomedtakhirovich Gadirov İkame edilmiş kumarin 02.00.04 - fiziksel kimyada foto-işlemlerin deneysel ve kuantum-kimyasal araştırması Kimya bilimleri adayı derecesi için tezin özeti Tomsk - 2007 Devlet yüksek mesleki eğitim kurumu Tomsk Devlet Üniversitesi ... " “KRUTIKOVA Alla Aleksandrovna NANOKRİSTAL SİLİKON TEMELLİ KOMPOZİT MALZEMELERİN SPEKRAL ANALİZİ Uzmanlık: 02.00.02 - Analitik kimya Kimya Bilimleri Adayı Derecesi Tez Özeti Moskova – 2007 Çalışma, Analitik Kimya Anabilim Dalı'nda yürütülmüştür. Moskova Devlet Bilimleri Bölümü. M.V. Lomonosov Bilimsel süpervizör: Kimya Doktoru, Profesör Anatoly A. Ishchenko Yetkilisi ... " "Lopukhova Svetlana Vladimirovna ÜNİFORMA OLAYLARIN ÖZEL AKIŞLARINI ARAŞTIRMAK İÇİN ASİMPTOTİK VE SAYISAL YÖNTEMLER 05.13.18 Matematiksel modelleme, sayısal yöntemler ve program kompleksleri Matematik Bölümü'nde fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tez özeti, Tomsk - 2008 bölüm çalışmaları ve sibernetik GOU VPO Tomsk Devlet Üniversitesi Bilimsel ... " "Wang Qingsheng LİTYUM-İYON PİLLER İÇİN Li2FeSiO4 DAYALI NANO YAPILANDIRILMIŞ KATOT MALZEMESİNİN GELİŞTİRİLMESİ Uzmanlık 05.16.01 - Metallerin ve alaşımların metalurjisi ve ısıl işlemi St. Petersburg'daki teknik bilimler adayı derecesi için tezin ÖZETİ - 2014 Çalışma eğitim St. Petersburg Devlet Politeknik ... " “LUNEV IVAN VLADIMIROVICH HİDROJEN BAĞLI ÇÖZELTİLERİN YAPISI VE DİPOL HAREKETLİLİKLERİNİN GEÇİCİ DİELEKTRİK SPEKTROSKOPİ YÖNTEMİYLE ARAŞTIRILMASI Uzmanlık 01.04.03 - Radyofizik Kazan Üniversitesi Doktora Anabilim Dalı Doktora Tezi 2007. Fizik ve Matematik Bilimleri Adayı, Danışman: Doçent Yu.A. Gusev; aday..." "KHAZIRISHI ENVER OSMANOVICH KARE TEKLİFLERİ İÇİN FORMÜLLER VE ÖZEL ENTEGRAL DENKLEMLERİ ÇÖZMEK İÇİN DOĞRUDAN YÖNTEMLER Uzmanlık 01.01.01 - matematiksel analiz Yazarın Kazan Matematik ve Fizik Bilimleri Üniversitesi'nde fizik ve matematik analizi adayı derecesi için tez özeti. , profesör Gabdulkhaev Bilsur Gabdulkhaevich ... " "Shompolova Olga Igorevna Düzensiz karışık kısıtlamalara sahip doğrusal sistemlerin optimal kontrolü ve optimal yörünge geometrisinin belirlenmesi Uzmanlık 05.13.01 - Sistem analizi, kontrolü ve bilgi işleme (endüstri) Fiziksel ve matematiksel aday derecesi için tezin ÖZETİ bilimler Moskova - 2012 FEDERAL DEVLET BÜTÇE BİLİM ENSTİTÜSÜNDE YAPILAN ÇALIŞMA BİLGİSAYAR MERKEZİ İM. AA DORODNITSYNA RUSÇA ... " «UDC 517.917 BYKOVA TATIANA SERGEEVNA LYAPUNOVSKAYA LİNEER BİR SİSTEMİN ETKİYLE İNDİRİLMESİ 01.01.02 Diferansiyel Denklemler Fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için tezin özeti Izhevsk - 2005 Çalışma GOU VPO Izhevsk Devlet Teknik Üniversitesi'nde yapıldı. Bilimsel danışman: Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör Yevgeny Leonidovich Tonkov Resmi rakipler: Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör ... " “Garnaeva Güzel İldarovna DIŞ HOMOJEN ELEKTROMANYETİK ALANLARIN VARLIĞINDA YAŞLANMAMIŞ KRİSTALLERDEKİ OPTİK GEÇİŞ ETKİLERİ Uzmanlık 01.04.05 - optik Fizik ve matematik bilimleri adayı derecesi için genel tezin ÖZETİ, Tatar Devlet yüksek mesleki eğitim kurumları. " “Kutuzov Aleksandr Sergeevich KONDO-LATİSLER VE YTERBİYUM İYONLARI İLE SÜPERİLETKEN KURUMLARIN MANYETİK ÖZELLİKLERİ VE DÖNÜŞ KİNETİKLERİ 01.04.02 - Teorik Fizik Adını Kazan Devlet Üniversitesi'nin adayının derecesi için tezin özeti. VE. Ulyanov-Lenin. Bilimsel danışman: Fizik ve Matematik Bilimleri Doktoru, Profesör Kochelaev Boris Ivanovich Yetkilisi ... " Mono ve multimoleküler film oluşturma yöntemi 1930'larda Irving Langmuir ve öğrencisi Katharina Blodgett tarafından geliştirildi. Şu anda Langmuir-Blodgett yöntemi olarak adlandırılan bu teknoloji, modern elektronik cihazların üretiminde aktif olarak kullanılmaktadır. Yöntemin ana fikri, su yüzeyinde amfifilik bir maddenin monomoleküler bir tabakasının oluşması ve ardından katı bir alt tabakaya aktarılmasıdır. Sulu fazda, amfifilik maddenin molekülleri hava-su ara yüzeyinde yer alır. Bir yüzey monomoleküler tabaka oluşturmak için, yüzey tabakası özel pistonlar vasıtasıyla sıkıştırılır (bkz. Şekil 1). Ardışık izotermal sıkıştırma ile, geleneksel olarak gaz, sıvı kristal ve katı kristal durumları olarak adlandırılan bir dizi iki boyutlu durumdan geçen monomoleküler filmin yapısı değişir (bkz. Şekil 2). Böylece, filmin faz diyagramını bilmek, yapısını ve ilişkili fizikokimyasal özelliklerini kontrol edebilir. Filmin katı bir desteğe aktarılması, bir çözeltiye daldırılarak ve ardından üzerinde bir yüzey filminin meydana geldiği düz bir substratın ondan çıkarılmasıyla gerçekleştirilir. Monomoleküler film transfer işlemi birçok kez tekrarlanabilir, böylece farklı multimoleküler katmanlar elde edilir. 
Langmuir filminin keşif tarihi
Langmuir filmlerinin türleri
Toplu numunelerde ve Langmuir-blogett filmlerinde mezojenlerin yapısı
İSKENDEROV ANATOLİ İVANOVİÇ
HACİM ÖRNEKLERİNDE MESOGENLERİN YAPISI
VE LENGMUIR BLOGETT FİLMLERİ
aksi halde Langmuir-Blodgett filmleri; Langmuir-Blodgett yöntemi(İng. kısalt., 1 POUND = 0.45 KG) - katı Langmuir filmlerine (bir sıvının yüzeyinde oluşan bileşiklerin tek katmanları) aktarılarak tek ve çok moleküllü filmler elde etme teknolojisi.
Açıklama
İllüstrasyonlar
Yazarlar
Bir kaynak
