SA 膜专题讲座

1. SA膜专题讲座 • 自组装定义 • 自组装膜主要特点 • 单分子自组装膜简介 • 硅烷衍生物的SA多层膜 • 具有非线性光学特性的无中心对称的SA膜 • 静电力自组装沉积多层膜

2. 自组装定义 • 所谓自组装(self-assembly)，顾名思义就是自发地组装，通常是通过分子间的化学键或超分子作用在一定的条件下自发地形成特定的有序结构。目前，自组装体系的研究不仅限于膜体系，还包括纳米管、微阵列等的组装。

3. 自组装膜主要特点 • 自组装膜是自组装技术研究中最先研究也是最可能在电子器件中得到实际应用的体系，是具有一定功能特性的分子通过化学键作用自发吸附在固/液或气/固界面而形成的热力学稳定和能量较低的有序膜。 • 其主要特点为：(1) 原位自发形成；(2) 热力学稳定；(3) 无论基底形状如何，其表面均可形成均匀一致的覆盖层；(4) 高密度堆积和低缺陷浓度；(5) 分子有序排列；(6) 可通过人为设计分子的结构和表面结构来获得预期的界面物理和化学性质；(7) 有机合成和制膜有很大的灵活性和方便性

4. 单分子自组装膜简介 • 自组装成膜技术在1946年最先由Bigelow等人进行了描述，其合作者Zisman在1964年阐明了自组装的成膜原理[32]。Sagiv在1980年首次报道了自组装单分子膜，他报道了在固体基片表面组装氧硅烷的结果，从此将自组装膜技术成为一种专门的成膜技术进行研究。早期有关自组装膜的报道主要集中于单分子膜的自组装，且组装分子与基底多是通过共价键连接。硅烷在硅表面、硫醇在金表面的自组装单分子膜是研究最多的体系[10, 32]。图1.1为SA单分子膜的成膜示意图：溶液中的组装分子的反应基与基片表面发生连续的化学反应，在基片表面形成化学键连接的，取向紧密排列的有序排列的单层膜。 单分子SA膜的组装示意图

5. 硅烷衍生物的SA多层膜 • Tillman等人首先制备了硅烷MTST(methyl-23-(trichlorosilyl)tricosano的多层膜[2]。 • 他们首先在硅片上自组装一层端基为酯基的硅烷单分子膜，随后将酯基还原为醇，表面又转化为羟基，从而又可在其上吸附组装一层硅烷单分子膜。 • 重复以上过程就可得到硅烷的多层膜。

6. 具有非线性光学特性的无中心对称的SA膜 • 方法与前类似

7. 静电力自组装沉积多层膜 • 将离子化的基片交替浸入带有相反电荷的聚电解质溶液中，静置一段时间，取出，冲洗干净，循环以上过程，则得到多层膜体系。改变聚合物的浓度、离子强度，可在纳米尺度内剪裁膜的厚度及结构。

8. 功能分子离子化的几种主要途径 • (1)直接引入离子基团; • (2)纳米微粒表面用带电荷的小分子处理; • (3) 采用离子化的前驱物, 成膜后再经适当处理得到目的产物。