Способ получения мультислоев на твердых поверхностях

 

Использование: в технологии электронных материалов, оптике, биологии. Способ включает однократное или многократное погружение и извлечение образца через межфазный слой на границе раздела жидкости и воздуха и погружение и извлечение образца через межфазный слой на границе раздела двух жидкостей.

Изобретение относится к способу получения мультислоев на твердых поверхностях и может быть использовано в технологии электронных материалов, оптике, биологии.

Известны различные способы получения тонких пленок в технологии электронных материалов, такие как конденсационные, механические и химические методы, катодные распыление, испарение металлов в вакууме и др. [1] . Однако с помощью этих методов получают только монослои и их применение для получения мультислоев сопряжено с технологическими трудностями.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения мультислоев является метод Ленгмюра-Блоджетт [2] .

Мультимолекулярные пленки получают последовательным многократным переносом монослоев органических молекул с поверхности вода-воздух на твердую подложку. Однако таким способом можно переносить только органические вещества, молекулы которых имеют полярную и неполярную части, что ограничивает возможность изменения химического состава пленок и получения новых физико-химических свойств.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

Цель достигается тем, что в известном способе получения мультислоев на твердых поверхностях путем многократного (однократного) погружения или (и) извлечения образца через органический слой на границе раздела фаз вода-воздух образец дополнительно погружают или (и) извлекают через межфазный слой на границе раздела фаз жидкость-жидкость.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Готовят три раствора следующих составов: 1 - 1 кг/м³ стеариновой кислоты в толуоле; 2 - водный раствор - AgNO₃ (2,5 кг/м³), КОН (2,5 кг/м₃), NH₄OH (2,5% -ный раствор, взятый 8^.10^-3 от общего объема водного раствора); 3 - 2,2 кг/м³ глюкозы в четыреххлористом углероде. Затем в ванну Ленгмюра наливают последовательно растворы 3,2 и 1. Причем растворы наливаются очень медленно во избежание перемешивания. Таким образом, на дне ванны находится раствор 3, а над ним - раствор 2. После испарения толуола на поверхности раствора 2 образуется слой стеариновой кислоты. Сжимая слой стеариновой кислоты с помощью подвижного барьера и контролируя поверхностное давление пластинкой Вильгельми, молекулы стеариновой кислоты ориентируют перпендикулярно границе раздела вода-воздух. В качестве твердой поверхности (образца) использовалась стеклянная пластинка. При опускании в ванну Ленгмюра стеклянной пластинки перпендикулярно поверхности жидкости происходят следующие процессы. В результате химической реакции восстановления серебра на границе раздела растворов 2 и 3 получается пленка металлического серебра. Так как стекло гидрофильно, то стеариновая кислота сначала на поверхность стекла с поверхности раствора 2 не переносится. При дальнейшем погружении стеклянной пластинки через раствор 2 в раствор 3 на ее поверхность переносится слой серебра и поверхность стекла становится гидрофобной. Извлекая пластинку в обратном направлении, молекулы стеариновой кислоты переносятся на пластинку и ориентируются таким образом, что поверхность становится гидрофильной. Через 5 мин после погружения монослой стеариновой кислоты сжимают подвижным барьером и процесс погружения повторяют. Время пятиминутной выдержки требуется для образования пленки серебра на межфазной границе жидкость-жидкость между растворами 2 и 3. Таким образом, в зависимости от числа погружений получаются чередующиеся мультислои металлического серебра и стеариновой кислоты. Пленка по отдельным слоям имеет не только различные физические свойства, но и химический состав.

Полученные мультислои имеют толщину: слой серебра 1^.10^-7 м, стеариновой кислоты 4^.10^-9 м, что расширяет функциональные возможности способа за счет изменения свойств между отдельными слоями. Слой серебра обладает электропроводностью и отражательной способностью, а слой стеариновой кислоты является диэлектриком. (56) 1. Технология тонких пленок. Справочник, т. 1. Под ред. Л. Майсела, Глэта. М. : Советское радио, 1977, с. 662.

2. Адам Н. К. Физика и химия поверхностей. М. - Л. , ОГИЗ, 1947, с. 523.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МУЛЬТИСЛОЕВ НА ТВЕРДЫХ ПОВЕРХНОСТЯХ путем многокpатного или однокpатного погpужения и извлечения обpазца чеpез межфазный слой на гpанице pаздела жидкости и воздуха, отличающийся тем, что обpазец дополнительно погpужают и извлекают чеpез межфазный слой на гpанице pаздела двух жидкостей.