Формирование и изучение монослоев красителей, введенных в полимерную матрицу, страница 7

С помощью метода Ленгмюра-Блоджетт можно получать многокомпонентные пленки, среди которых можно выделить несколько групп:

           1) ПЛБ из чередующихся молекулярных слоев. В данном случае требуется чередовать слои молекул нескольких типов, причем каждый слой состоит из одного типа молекул. Тогда возможны следующие варианты чередования:    (AABB)(AABB)…,

 (AB)(AB)(AB)…,   (AAB)(AAB)(AAB)…,   (BBA) (BBA) (BBA)…  и так далее (стрелки указывают  как расположены головки – в направлении подложки или от нее).

Все указанные варианты были реализованы [10, 11].

         2) Нецентросимметричные  ПЛБ типа (АВ ABAB) создаются в основном как конкурирующие с полярными ленгмюровскими пленками X-типа, с целью получения большей термодинамической стабильности системы. Причем вещество А подбирается с большим дипольным моментом, а вещество Б – с малым.

         3) Белковые пленки. В работах Ленгмюра описывается нанесение белков с поверхности воды на подложку [12]. Но во всех случаях белки после нанесения денатурировали. При помещении глобулярного белка на поверхность раздела происходит разворачивание пептидной цепи, так что гидрофильные аминокислотные остатки оказываются преимущественно в воде, а гидрофобные – на воздухе, и такие

разупорядоченные клубки наносятся на подложку. Поэтому перспективны поиск и использование белков, стабильных на границе раздела. В природе такими являются белки биологических мембран.
4) Смесь нескольких типов молекул в слое. Важные результаты были получены в работах [6, 17], где ПЛБ  синтезировались на основе традиционно используемых молекул, которые выступали в роли матрицы и позволяли вводить в пленки молекулы, излучающие и поглощающие свет или электроны, располагая их на определенном, строго заданном расстоянии.

Итак, рассмотренный метод Ленгмюра – Блоджетт является по сути методом контролируемой кристаллизации. Он позволяет синтезировать на подложках слоевые структуры с разрешением 2-3 нм, с расположением слоев различных молекул в нужном порядке. Это открывает путь к реализации идей "молекулярного зодчества" – созданию упорядоченных ансамблей молекул с заранее заданными свойствами.

Методы исследования пленок Ленгмюра – Блоджетт

Структурные исследования ПЛБ ставят задачу определения и контроля толщины моно-  и мультислоев, их кристаллической структуры, ориентации молекул в слоях относительно подложки, упаковки самих мультислоев в направлении, перпендикулярном к подложке. для решения данных задач применяют различные методы [18, 19.

По дифракции электронов и рентгеновскихлучей изучается трансляционный порядок

поперек пленки или в ее плоскости [21, 24, 25]. Для исследования структуры ПЛБ применяются также нейтронный анализ и метод рентгеновской стоячей волны, в том числе и при возбуждении образцов синхротронным излучением [22]. За ориентацией молекулярных диполей можно следить по скачку электрического потенциала. Эллипсометрические измерения, исследования поглощения и отражения света от поверхности монослоев позволяют судить о фазовых перестройках [23, 24, 26]. С помощью люминесцентных измерений изучают агрегатное состояние монослоя, процессы молекулярной ассоциации, расслоение фаз и так далее [27]. При изучении полиморфизма монослоев люминесцентные методы можно сочетать с электрографическими исследованиями монослоев, перенесенных на твердые подложки [1]. Ориентация молекул в пленках обычно определяется оптическими методами, основанными, например, на изучении дихроизма в ПЛБ,  то есть на различном поглощении света в зависимости от его поляризации [24, 25, 28, 29]. Так как поглощение зависит от длины волны, то дихроичные вещества оказываются различно окрашенными при наблюдениях по разным направлениям. Исследуя анизотропию поглощения света для слоев, поставленных под некоторым углом к падающему лучу, можно определить, например, среднюю ориентацию относительно подложки хромофорных цепей красителя, образующего ПЛБ, или введенного в монослои в качестве примесей [30, 31, 32]. В зависимости от положения хромофорной группы свет, поляризованный в плоскости падения или в перпендикулярной плоскости, поглощается неодинаково. Для исследования качества и состава пленок также используют методы масс-спектрометрии [33, 34, 35].