LB膜的介绍与应用.doc

LB膜及其在光学方面的应用
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摘要LB膜结构在光学领域的应用十分广泛，特别是在光计算机的应用发挥着十分重要的作用，更加引起了科学家的广泛关注。着重介绍了LB膜的制备及其在扫描探针显微镜方面的应用
关键词LB膜亲水基疏水基HYPERLINK"http://www.hqew.com/tech/wj/300010360015.html"\t"_blank"光学
LB膜是用特殊的装置将不溶物膜按一定的排列方式转移到固体HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1217172.htm"\t"_blank"支持体上组成的单分子层或多分子层HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/264639.htm"\t"_blank"膜。该膜最早由HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/87534.htm"\t"_blank"朗缪尔和布劳杰特提出而得名，是利用langmuir-blodgett技术制备的超薄膜。它是人工利用分子间相互作用而设计和建立的特殊的分子体系。是有机高分子单分子膜的一种堆积技术。用来制备LB膜的技术称为LB膜技术。与传统的真空中物理、化学气相制备薄膜方法不同,LB膜的制备过程经历了由气相到液相至固相的连续相变过程。而这种相变过程又是在室温和界面上发生的物理过程。
一、LB膜的历史
在适当的条件下，不溶物单分子层可以通过特定的方法转移到固体基底上，并且基本保持其定向排列的分子层结构。这种技术是20世纪二三十年代由美国科学家LLangmuir及其学生K．Blodgett建立的一种单分子膜制备技术，它是将兼具亲水头和疏水尾的两亲性分子分散在水面上，经逐渐压缩其水面上的占有面积，使其排列成单分子层，再将其转移沉积到固体基底上所得到的一种膜。根据此技术首创者的姓名，将此技术称为LB膜技术。习惯上将漂浮在水面上的单分子层膜叫做Langmuir膜，而将转移沉积到基底上的膜叫做Langmuir-Blodgett膜，简称为LB膜。
LB膜的研究起始于本世纪30年,首先是由I.Langmuir及其学生K.Blodgett提出的[1]。但由于当时使用的制膜材料多为简单的二嗜性分子,因而在很大程度上限制了膜功能的开发。60年代初期,H.Kuhn[2]首先用LB膜技术通过单分子膜的组装来构造分子有序体系,并首次把具有光活性的二嗜性染料分子引入LB膜。这对LB膜研究的发展产生了重大影响[2,3]。被誉为划时代的贡献。到了80年代,LB膜技术已经引起物理学、生物学、HYPERLINK"http://www.hqew.com/tech/dr/200010060034/324094.html"\t"_blank"电子学、光学、化学、材料学、摩擦学等领域国内外学者的普遍关注,并在许多方面得到了应用,取得较大的进展[3～7]。近年来,LB膜作为高技术领域的一项新技术,越来越受到一些发达国家的重视。
二、LB膜的特点
1）膜厚为分子级水平（纳米级）,具有特殊的物理化学性质;
2）可以一层一层累积起来,形成多层分子层或各种超晶格结构;
3）人为的选择各种不同高分子材料,累积不同的分子层使之具有HYPERLINK"http://www.hqew.com/tech/tx/200010390009/27364.html"\t"_blank"多种功能;
4）可在常温常压下形成,需要的生成能量小,又不破环高分子结构;5）几乎所有的分子都能形成LB膜,并且在次序上可以任意安排;6）可有效地利用LB膜分子自身的组织能力,形成新的化合物
三、LB膜的制备
1、LB膜材料的基本要求
LB膜材料的基本要求是分子具有两亲性，一方面，分子应具有与水有一定亲合力的亲水端，如羧基-COOH，可溶于水；另一方面，分子应同时具有足够长的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1331643.htm"\t"_blank"疏水脂肪链(一般要求在16~22个碳之间)，使分子能在水面上铺展而不溶解，当这些材料滴加在水的表面时，在空气与水的界面上具有形成一个分子厚度薄膜的能力。
LB膜的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/62561.htm"\t"_blank"溶剂：
（1）HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/62561.htm"\t"_blank"溶剂必须是化学惰性的，不能与成膜材料和亚相起HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/50843.htm"\t"_blank"