Химия - Монослой

01 марта 2011


Оглавление:
1. Монослой
2. Биология
3. Мономолекулярный слой



Химия

Монослой Ленгмюра или нерастворимый монослой — это нерастворимый слой толщиной в одну молекулу органического материала, распространённый в водной фазе. Обычно для приготовления монослоёв Ленгмюра используются амфифильные материалы, которые достигают гидрофильной группы и гидрофильного хвоста. Начиная с 1980-х монослои Ленгмюра были получены из множества других материалов, включая макромолекулы, такие как полимеры. Монослои Ленгмюра широко изучаются для производства плёнок Ленгмюра-Блоджетт, которые формируются размещением монослоёв на твёрдых подложках.

Монослой Гиббса или растворимый монослой — это монослой, формируемый на смеси, которая растворяется в одной из фаз, разделяемых поверхностью, на которой формируется монослой.

Время формирования

Время формирования монослоя — промежуток времени, который в среднем требуется на покрытие поверхности адсорбатом, к примеру кислородом. Если адсорбат имеет коэффициент прилипания равный 1, то время формирования монослоя описывается формулой:

t = 3 \times 10^{-4} / P

где t — это время в секундах, а P — давление в паскалях. Для того, чтобы покрыть поверхность при давлении 300 µPa требуется всего одна секунда.

Фазы монослоя и уравнения состояния

Монослой Ленгмюра может быть сжат или расширен путём изменения его области сдвигом барьера в сбалансированной плёнке Ленгмюра. Если поверхностное натяжение границы раздела измеряется путём сжатия, получается «изотерма сжатия». Эта изотерма демонстрирует изменение поверхностного давления на поверхности. Это является аналогичным трёхмёрному процессу, где давление изменяется в зависимости от объёма.

Разнообразие бипространственных фаз может быть обнаружено через разделение фазовыми переходами. В течение фазового перехода поверхностное натяжение не меняется, но изменяется площадь, так же как и в нормальных фазовых переходах изменяется объём, а давление остаётся постоянным.

Двумерные фазы, в порядке увеличения давления:

  • Двумерный газ: существует несколько молекул, слабо взаимодействующих между собой; таким образом может быть использован аналог уравнения состояния для трёхмерных газов: закон идеального газа ΠA = RT, где A — область одного моля. По мере увеличения давления необходимо применение более сложных уравнений
  • Расширенные жидкости
  • Сжатые жидкости
  • Твёрдые тела

Если поверхность сократить еще, то происходит коллапс, монослой разрушается и формируются растворимые агрегаты и мультислои.

Монослой Гиббса также может быть описан уравнениями состояния, которые могут быть получены из изотермы Гиббса.

  • Для очень разбавленных растворов γ = γo − mC,

через изотерму Гиббса достигается другая аналогия идеального газа Π = ΓRT

  • Для более концентрированных растворов применяется изотерма Ленгмюра \Gamma = \Gamma_{\max} \frac{C}{a+C}, тогда \Pi = \Gamma_{max}RT \left


Просмотров: 2029


<<<