基于螺吡喃衍生物的Langmuir-Blodgett膜的性质与应用研究

【摘要】由于界面科学的蓬勃发展，当今对可以制备功能表面的技术与材料有着强烈的应用需求。本文中，选用螺吡喃SP-12分子（1’-dodecyl-3’,3’-dimethyl-6-nitrospiro[chromene-2,2’-indoline]），以LB膜技术制备了功能表面，并对其功能进行了测试。通过实验发现了该分子LB膜具有两种不同表现形式的分子尺度的自修复功能。并且在各种实验数据的基础上，从相同的原理中出发，建立了一套合理的机制来解释这两种不同的现象。对于该分子LB膜表面的微结构与自修复性能，本文采用了光学显微镜与原子力显微镜进行观察。结果表明在用紫外光与可见光照射使SP-12分子结构开关环的过程中，不同条件下制备的SP-12分子LB膜的表面出现了不同表现形式的结构变化，导致了两种不同形式的自修复效果。该过程缓解修复了SP-12分子制备过程中产生的微纳米尺度的凹陷或凸起的缺陷，体现了分子层面的自修复功能。为了进一步研究其机理，并且优化性能与开发更多应用，不同条件下制备的SP-12分子LB膜的光致接触角变化性能与光致开关环速度被进一步的实验所研究。研究发现，不同的制备表面压会导致这两种性能的改变。对该样品接触角变化的检测一方面证实了光致膜表面的微纳米结构变化，又有着在微流控、智能涂料等方面的应用前景。结合了SP-12分子LB膜光致的接触角变化的能力，布儒斯特角显微镜图像，分子开关速度的性能等实验数据与Gaussian模拟计算，对于其分子层面的自修复现象进行分析，得出了一个可信的模型机理。这种机理指出这种自修复的现象是由于SP-12分子在开关环过程中产生的形态扭曲造成的，随着SP-12分子之间排布的结构的不同而产生不同的微观以至宏观现象。本文中展示的分子层面的自修复效应可以应用于减少类似膜的表面缺陷，并且，本文中提出的机制，在有序结构的基础上，在纳米尺寸，介观尺寸到宏观尺寸之间架起了桥梁。
【作者】刘觉唤；
【导师】张晓安；杨秉杰；
【作者基本信息】吉林大学，有机化学，2014，硕士
【关键词】螺吡喃；Langmuir-Blodgett膜；自修复；

【参考文献】
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