自組裝( Slf-Assembly簡稱SA)由Bigelow及其合作者于1946 年首先提出,其基本原理由Bigelow的合作者Zisman于1964年闡明。Sagnv于1980年首先報道用正十八烷基三氟硅烷吸附在玻璃表面而形成的第一個自組裝單分子膜(Sel-Asembled Monolayers，SAMs)，從此將自組裝作為一種專門的成膜技術(shù)進(jìn)行研究。它的研究不僅對一些自然科學(xué)基本問題如絕緣介質(zhì)的電子隧道效應(yīng)、界面電子轉(zhuǎn)移理論、分子間相互作用、表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系等具有重要的科學(xué)價值，而且作為超薄層材料制備和表面改性技術(shù)在分子識別、分子器件、新型微型傳感器、薄膜光學(xué)器件、高靈敏度分離檢測以及在表面抗蝕、催化、潤滑、電子傳遞等方面極具應(yīng)用前景,因此在十幾年來迅速成為相關(guān)學(xué)科的研究焦點。
自組裝單分子膜示意圖
麥克林提供各類硫醇類自組裝材料試劑及其衍生產(chǎn)品，具有純度等級高、生產(chǎn)工藝先進(jìn)、支持研發(fā)定制等特點，能被廣泛適用于各類科研項目、研究實驗中，歡迎選購。
本文通過以下幾點簡單介紹麥克林硫醇類自組裝材料試劑的產(chǎn)品特性及相關(guān)應(yīng)用：
1、自組裝材料的基本原理
2、硫醇類材料在SAM中的機理
3、硫醇類材料自組裝單分子膜的應(yīng)用
4、麥克林硫醇類自組裝材料及其相關(guān)產(chǎn)品介紹
自組裝材料的基本原理
自組裝成膜的基本原理是通過固-液界面間的化學(xué)吸附(表面化學(xué)反應(yīng))進(jìn)行的:在表面活性劑的有機溶液中,浸入某種表面物質(zhì)的基片,活性劑分子的反應(yīng)基(頭基)與基片表面物質(zhì)自動發(fā)生連續(xù)的化學(xué)反應(yīng),在基片表面形成由化學(xué)鍵連接的取向、緊密排列的二維有序的單分子膜，同層內(nèi)分子間的作用力仍然為范德華力。
目前使用SA技術(shù)組裝的化合物主要為含硫的化合物,如:硫醇化合物、聯(lián)硫有機物、雙烷基硫化物、原黃酸鹽、碗酚.聯(lián)硫苯、及硫脲等,使用的基底材料有Au、Ag、Cu、Pt、Hg、Fe、Fe2O3,等,但被研究得最為廣泛和深人的體系為硫醇化合物在Au表面的自組裝。組裝的途徑既可以先合成具有特定功能基的硫醇化合物,然后通過硫醇化合物在金表面的化學(xué)吸附來完成，也可以先固定含特定端基的硫醇化合物在金表面，然后再通過化學(xué)反應(yīng)使其暴露在外表面的活性基團(tuán)鍵接一個功能分子，獲得具有特定功能的外表面。
硫醇類材料在SAM中的機理
硫醇分子單層膜具有高度的有序性，是現(xiàn)今表面修飾最重要的單層分子之一。硫醇分子具有可控的二維結(jié)構(gòu)，十分有利于研究分子自組裝的物理化學(xué)信息，包括自組裝機制、分子構(gòu)象、吸附位點、相變以及界面動力學(xué)等基本問題。
硫醇分子的巰基與Au之間通過極性共價鍵連接，硫醇在金表面的自組裝具有如下特性:
(1) 成膜的速率越低，膜的有序性會越好
(2) 在溶液中，烷基硫醇不易聚合，成膜的條件很容易控制
(3) 選擇性越高，吸附的雜質(zhì)越少
(4) 在超高真空條件下，采用蒸發(fā)鍍膜的方法可以制備具有原子級平整度的基片。
影響分子自組裝和單分子膜品質(zhì)的因素比較多，主要因素包括基片表面的粗糙度、活性分子反應(yīng)基團(tuán)的活性和空間位阻、分子鏈的大小和極性、溶質(zhì)的極性和溶液的濃度等。自組裝的速率也會受到多種因素的影響，如溫度、溶劑和溶液濃度、吸附分子的鏈長及基片物質(zhì)的清潔程度等,這些因素是相對容易控制的，而有的因素如界面反應(yīng)速率和單分子層吸附的可逆性是由系統(tǒng)本身所決定的。
SAM的形成基于巰基與基底材料的強烈化學(xué)結(jié)合和聚亞甲基鏈的定向排列。巰基在基底表面形成SAMs的過程中，主要依靠以下幾種作用力的推動:長鏈分子端基與基底表面強烈的化學(xué)鍵合作用、分子鏈之間的范德華力，以及分子鏈上特定官能團(tuán)之間的相互作用。在SAMs形成之后，吸附的硫醇分子之間的作用力主要包括分子鏈之間的范德華力以及分子鏈上特殊官能團(tuán)間的相互作用。研究表明，末端帶有功能基團(tuán)的SAMs中的硫醇分子間會表現(xiàn)出復(fù)雜的相互作用，比如靜電作用、氫鍵作用等。這些作用力受到多種因素的影響，比如周圍硫醇分子的種類或鏈長、電解質(zhì)種類、支持電解質(zhì)的種類與濃度等。
金表面硫醇自組裝單分子膜結(jié)構(gòu)
硫醇類材料自組裝單分子膜的應(yīng)用
SAMs是用來實現(xiàn)表面修飾和功能化最普遍的方法之一，在過去三十年里已經(jīng)受到了廣泛的研究。分子自組裝技術(shù)在電化學(xué)研究領(lǐng)域、表面潤濕技術(shù)、納米技術(shù)、光刻技術(shù)等方面得到了廣泛地研究。尤其是在電化學(xué)領(lǐng)域，SAMs 的提出為許多基礎(chǔ)問題的研究提供了前所未有的機會，如長程電子轉(zhuǎn)移動力學(xué)及其機制、吸附過程、溶劑效應(yīng)、離子對和分子間相互作用力等，并在電化學(xué)生物傳感器、半導(dǎo)體材料等應(yīng)用研究領(lǐng)域展現(xiàn)其廣闊的發(fā)展前景。
麥克林硫醇類自組裝材料產(chǎn)品介紹
麥克林硫醇類材料自組裝試劑產(chǎn)品優(yōu)勢：
1.結(jié)構(gòu)新穎、品種繁多
2.純度等級高
3.生產(chǎn)工藝先進(jìn)
4.接受研發(fā)定制
【麥克林硫醇類材料自組裝試劑專題頁】
麥克林是硫醇類材料自組裝試劑產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)商
