Langmuir-Blodgett-lag

Langmuir-film bestående av komplekse fosfolipider i en flytende vandig underfase.

Et Langmuir-Blodgett-lag (LB-lag, LB-film) består av ett eller flere monolag av organiske molekyler som ble overført fra grensesnittet til væsken til et fast substrat når de senkes ned og / eller trekkes ut av en væske . En applikasjon er for eksempel avsetning av ftalocyanin i konstruksjonen av gassensorer som reagerer på reduserbare gasser . Langmuir-Blodgett-lag er oppkalt etter Irving Langmuir og Katherine Blodgett . Allerede på slutten av 1910-tallet utviklet Langmuir forskjellige teknikker for produksjon og undersøkelse av overflatefilmer, blant annet forbedret han Pockels-trauet (fra Agnes Pockels ) til Langmuir-Pockels-balansen (1917). Basert på dette arbeidet presenterte Langmuirs fremtidige kollega Katherine Blodgett en metode i 1934 som polymermonolag kunne produseres på spesialtilberedte glassflater (Langmuir-Blodgett-teknikk). Teknologien ble videreutviklet av Hans Kuhn på begynnelsen av 1960-tallet, og lagene har også blitt kalt Langmuir-Blodgett-Kuhn-lag (LBK-lag) eller Langmuir-Blodgett-Kuhn-film (LBK-film) siden den gang.

Produksjon

Et monolag tilsettes ved hver nedsenking eller ekstraksjon ("nedsenking"); I det ideelle tilfellet kan det derfor brukes et nøyaktig definert antall monolag. Hvis væsken er vann og baksiden er hydrofil , vil den hydrofile enden av molekylene holde seg til baksiden når den trekkes ut. Derimot, etter nedsenking, er den hydrofile enden av det nyopprettede monolaget på utsiden (dvs. mot vannet). Molekyler som har en hydrofil og en hydrofob ende blir ofte brukt ; etter å ha trukket ut er den hydrofobe siden på utsiden, etter nedsenking (hvis basen er hydrofob) er den hydrofobe siden på innsiden.

For å oppnå lukkede og velordnede lag av molekylene på væsken (og dermed på underlaget etter nedsenking / ekstraksjon) skyves molekyllaget sammen på væskeoverflaten av en stang. Denne såkalte filmbalansen holder (overflatetrykket) i laget (det såkalte overføringstrykket) og dermed overflatetettheten til molekylene konstant. Ikke desto mindre er de største vanskelighetene med belegg med Langmuir-Blodgett-metoden mangelen på mekanisk, termisk og kjemisk stabilitet av lagene (liming bare gjennom fysisorpsjon ).

Individuelle bevis

  1. ^ I. Langmuir: Sammensetningen og de grunnleggende egenskapene til faste stoffer og væsker. II. Væsker. 1 . I: Journal of the American Chemical Society . teip 39 , nr. 9 , 1917, s. 1848–1906 , doi : 10.1021 / ja02254a006 .
  2. ↑ Katharine B. Blodgett: Monomolekylære filmer av fettsyrer på glass . I: Journal of the American Chemical Society . teip 56 , nr. 2 , 1934, s. 495 , doi : 10.1021 / ja01317a513 .
  3. ^ Katharine B. Blodgett: Filmer bygget ved å sette av suksessive monomolekylære lag på en solid overflate . I: Journal of the American Chemical Society . teip 57 , nr. 6 , 1935, s. 1007-1022 , doi : 10.1021 / ja01309a011 .
  4. ↑ Gerhard Lagaly, Oliver Schulz, Ralf Zimehl: dispersjoner og emulsjoner . Birkhäuser, 1997, ISBN 978-3-7985-1087-6 , pp. 530 .