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1、分子自组装膜的结构形成机理和表面化学反应http://hxtb.icas.ac.cn化学通报2002年第65卷w034分子自组装膜的结构及基于膜表面的化学反应奇-偶效应关键词分子自组装膜构象表面反应奇-偶效应形成机理形成机理以Structure,FormationMechanismandReactionsofSelf-assembledMonolayersChenHaigang,WuXuedong,YuQinqin,WangDapu(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shan
2、ghai200240)YangShengrong(NationalKeyLaboratoryofSolidLubrication,LanzhouInstituteofChemicalPhysicstheChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000)AbstractTheadvancesofself-assembledmonolayersarereviewedinthispaper,focusingonthestructure,formationmechanismandreactions.Thefactorsthataffecttheorien
3、tationofself-assembledmonolayersarealsodiscussedfromdifferentdrivingforcesfortheformationofthesefilms.AndaspecialfeatureofSAMsisintroduced,namelyeven-oddeffects.Thereactionsinself-assembledmonolayersaresummarized,especiallyonthefeaturesthathavenoanaloguesinbulkychemistry.Thereforesolventef
4、fectsandstericeffectsarediscussed.KeywordsSelf-assembledmonolayers,Conformation,Surfacereaction,Even-oddeffects,Formationmechanism随着纳米科技的发展而分子自组装技术正是适应这种构筑方式而涌现的一门新兴技术静电作用力低缺陷的单分子膜23岁现从事新型分子自组装膜的研究2001-11-06修回http://hxtb.icas.ac.cn化学通报2002年第65卷w034近年来随着纳米科学的兴起以及人类对微观层次理解的加深膜的稳定性制备工艺及成膜的多样性
5、和复杂程度都有了长足的进步可以构筑出二层乃至多层的有序分子自组体系[1]以及纳米尺度的超晶格结构[2]×ó?÷?t·?×óê?±e·?×óμ??a?D???÷??±í??oí????μ??′?ó???óìá1?á?àí??μ??￡DíóDDòD?ò??°D?3é?úàí1é?éá???2?í?óúò?°?ì??à?ˉ?§·′ó
6、μ??àì?D??êóè??ê?????2?á?μ?éè??oí11?tóDò??¨μ???·￠òaò?(1)脂肪酸类在AgAl2O3和CuO表面的SAMs[3]AgSiO2和硅聚合物表面的SAMs[4](4)R3SiH在Ti等金属和GaAsFe多的
7、体系示其中有机硅烷在Si表面和硫醇在Au表面的分子自组装是研究最讨论其结构和影响膜有序性的因素极性头基如图1所长碳链侧向间的范德华可从这三种不同的驱动力力以及末端基团的特殊作用力(包括偶极作用来讨论影响SAMs有序性的因素X包括偶极作用分子间作用力Au化学键作用力图1有机硫醇在Au表面的SAMs结构示意图Fig.1Theschematicrepresentationofgold/thiolsSAMs1.1头基与基底的结合能力SAMs的结构是由组装分子在表面的定位和取向所决定的2http://hxtb.icas.ac.cn化学通报2002年第65卷w034表面原子通过强作用力
8、结合而固定可以分辨出分子间的排列紧凑程度是结晶状还是类液态合能(约为160kJmol－1)大得多通过红外光谱虽然Au和S的结长碳链可以在固体表面形成非常紧密有序的结晶状态活性头基与基底的结合力强弱决定了组装分子能否在表面成膜而且要形成稳定的SAMs?è?¨′??úD?3é3é·?μ￥ò?μ?·?×ó×?×é×°?¤[1]1.2范德华力和奇-偶效应长碳链之间的范德华力与碳链的长短有关,一般来说碳链越长范德华力越大当R当R以下时时R为组装分子长碳链的碳原子个数???è??SAMs的有序性也有影响所形成SAMs的缺陷很少
