1 ЛЕКЦИЯ 12. СИНТЕЗ НАНОСЛОЕВ ГИБРИДНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ

И ИОННО-КОЛЛОИДНОГО НАСЛАИВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТВОРОВ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

- 500000, ИМЕЮЩИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ, НЕСУЩИЕ ЗАРЯД. БЛАГОДАРЯ ЭТОМУ ДАННЫЕ

ВЕЩЕСТВА РАСТВОРИМЫ В ВОДЕ

КАТИОНОВ И АНИОНОВ П/Э,
- ИОНОВ П/Э И ОРГ. ВЕЩЕСТВ,
- ИОНОВ

НЕОРГ. ВЕЩЕСТВ И П/Э,
- КОЛЛОИДНЫХ ЧАСТИЦ И П/Э,
- НАНОТРУБОК И П/Э.

подложки по методике ИН растворами полиэлектролитов в катионной и анионной

формах с промежуточным удалением избытка реагентов промывкой растворителем и просушкой образца на воздухе на поверхности образуется слой органического вещества.

Pol-Pol+ является труднорастворимым веществом

синтеза слоя п/э
Влияние ионной силы раствора на кинетику адсорбции

п/э
1- слой PDDA-PSS получен в чистой воде, pH=6,5,
2- 0,5М растворе NaCl и PDDA, 3 - 0,5М растворе NaCl PDDA и PSS

Влияние времени обработки

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОБРАБОТОК ПОДЛОЖКИ ПРИ СИНТЕЗЕ СЛОЯ П/Э

1-2. Обработка подложки, имеющей в растворе положительный заряд в анион- содержащем растворе п/э и ее промывка растворителем,
3-4. Обработка в катион- содержащем растворе п/э и ее промывка растворителем.

происходить в результате адсорбции с участием:
- электростатических взаимодействий между противоположно

заряженными ионами,
- водородных связей,
- донорно-акцепторных связей,
- ковалентных связей.

– polyacrylic acid PEO

– polyethylene oxide
PMАA – polymethacrylic acid PVPON - polyvinilpyrrolidone

Донор Акцептор Оптим. рН

слоя
Данный слой образован за счет возникновения водородных связей между

молекулами п/э

ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТАМИ
Схема строения синтезированного слоя
Послойный синтез с участием молекул п/э

открывает новые возможности создания своеобразных “гибридных” веществ, содержащих как органические, так и неорганические вещества, в том числе катионы и коллоидные частицы.

PEI И АНИОНОВ PAA
Jinhua Dai, Merlin L. Bruening и

др., Nanoletters, 2002, V.2, 5, p.497

Схема строения полученного соединения
Спектр пропускания слоя H4SiMo12O40-PDDA

от рН ее раствора
Мультислой PDDA/PSS-PB-GOx как сенсор на глюкозу
PB –

Fe7(CN)18(H2O)x x=14-16,
Gox - глюкоза оксидаза

синтезированных из коллоидных растворов Au различной концентрации, a) 1,5.10-10, b)

1,5.10-9, c) 1,5.10-8 М.

dAu = 13 нм

слой получен после 7 циклов наслаивания
ТЭМ изображение
Схема строения слоя наночастиц

Pd на поверхности носителя оксида алюминия

CdS-SO3-, АНИОНОВ PSS И КАТИОНОВ CdS-NH3+

АСМ изображения синтезированных слоев

ПОВЕРХНОСТИ ПОДЛОЖЕК ПРИ СИНТЕЗЕ СЛОЕВ CdS-П/Э
Как установлено, угол смачиваемости поверхности

подложки с синтезированным слоем зависит от состава соединений, которые были синтезированы на последней стадии каждого цикла обработки.

колл. раствор TiO2

(V)
Схема строения синтезированного слоя
Молекулы полианилина из-за взаимодействия с протонами имеют

положительный заряд, а коллоидные частицы V2O5 - отрицательный

из изображения, полученного методом СЭМ, после каждого цикла обработки на

поверхности образуется слой, состоящий из макромолекул п/э и планарных кристаллов цеолита

строения СДГ
Фотография химического стакана с коллоидным раствором Co-Al- СДГ
Одним из

наиболее эффективных способов приготовления коллоидных растворов СДГ является длительная, в течение нескольких суток, обработка суспензии СДГ в растворе формамида. При такой обработке молекулы формамида внедряются между плоскостями СДГ и кристалл “расщепляется” на отдельные наноплоскости.

и обработанной растворами H0.13MnO2.0,7H2O и PDDA подложки из стекла. b-f

- число циклов обработки соответственно 1, 2, 5, 10 и 30.

Изменение оптической плотности при длине волны света в 380 нм в спектрах пропускания слоев.

из одностенной углеродной нанотрубки-PSS и DR
Слой, состоящий из одностенной углеродной

нанотрубки и PDDA

Спектры пропускания слоев. На вставке показано изменение оптич. плотности от числа циклов для длины волны света 380 нм.

ДЛЯ СИНТЕЗА ШИРОКОГО КРУГА ТОНКОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР КОМПОЗИТНЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ, СОСТОЯЩИХ КАК

ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ, ТАК И ГИБРИДНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ.