Необходимым условием получения ПЛБ заданной толщины и ориентации является формирование истинного монослоя, не содержащего не растекшегося материала. Какими должны быть строение полимерной цепи, соотношение длин и составы боковых цепей и спейсерных групп ? Следует ли, и в каких случаях прививать группировку с требуемой функцией на полимерную цепь или создавать смешанный монослой с матричным полимером ? Применение бинарных смесей (будь то состав боковых цепей или сополимеров) снимает проблему синтеза, но при этом возникает проблема совместимости, особенно если речь идет о компонентах с различной длиной боковых цепей. Кроме того, необходимо учитывать возможность меж- и внутримонослойной диффузии в ПЛБ, построенных из смешанных монослоев, которая нарушает заданную на поверхности жидкости организацию монослоя. Иммобилизация низкомолекулярного компонента может быть осуществлена, по крайней мере, четырьмя путями: 1) формирование смешанного монослоя из нерастворимых в субфазе химически не взаимодействующих полимера и добавки; 2) введение водорастворимого полимера в субфазу под монослой второго низкомолекулярного компонента; 3) введение в субфазу функциональной добавки под монослой полимера; 4) формирование смешанного монослоя полимера (олигомера, мономера) с добавкой и последующая иммобилизация добавки путем сшивки с заданной плотностью.
Выбор способа создания функционализованных монослоев и ПЛБ зависит от назначения формируемой двумерной системы. Современная макромолекулярная химия и молекулярный дизайн открывают практически неограниченные возможности конструирования стабильных гетеромолекулярных структур на основе полимеров [51].
Стабильность монослоев
Следует различать два подхода к проблеме стабильности монослоев. Первый, наиболее распространенный, сводится к наблюдению за уменьшением площади монослоя при постоянном поверхностном давлении и поверхностного давления при остановке подвижного барьера (A = const) в течение определенного произвольно выбранного отрезка времени. Как правило, цель таких экспериментов состоит в установлении возможности поддержания необходимой плотности монослоя в процессе получения ПЛБ [38, 39]. В рамках такого подхода стабильность монослоев может быть повышена путем изменения температуры, введения в монослой или субфазу стабилизирующих добавок, а для ионогенных соединений – также изменением pH подложки, использованием в качестве субфазы растворов электролитов и др.
Второй, более строгий подход связан с установлением термодинамической равновесности монослоев. Он базируется на ряде условий, главными из которых являются возможность применения аппарата термодинамики и статической физики для расчета характеристик системы, определения фазового состояния монослоев и переходов между ними, сопоставления результатов, полученных разными авторами. В рамках этого подхода приходится решать вопрос о выборе стандартного состояния системы [40], для чего предлагаются по крайней мере три варианта.
1. Состояние с равновесным давлением растекания [41, 42], т. е. с поверхностным давлением, устанавливающимся в монослое, находящимся в равновесии с объемом вещества [43-46].
2. Состояние с поверхностным давлением, соответствующим фазовому переходу между жидко-расширенным и жидко-конденсированным состояниями монослоя [47, 48].
3. Состояние с поверхностным давлением, соответствующему переходу газообразного монослоя в жидкий [49, 50, 51].
Получение пленок Ленгмюра-Блоджетт
Физическое состояние исходного монослоя на границе водная субфаза-воздух во многом определяет свойства ЛБ-пленки, образующейся при его перенесении на твердую поверхность успешного осуществления такого процесса [8].
Получение пленок ЛБ – сложный физико-химический процесс, параметры и условия проведения которого во многом определяют структуру и физико-химические свойства пленок ЛБ. Основные стадии данного процесса - это: 1) формирование мономолекулярных слоев на поверхности жидкости, 2) перенос их на твердые подложки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.