層層自組裝超疏水原理

2022-10-17 16:57:11 字數 601 閱讀 5916

用層層自組裝的技術製備超薄膜,以水溶性聚陽離子和聚陰離子在帶正電荷的平板基片上的交替沉積為例,(1)將帶正電荷的基片先浸入聚陰離子溶液中,靜置一段時間後取出,由於靜電作用,基片上會吸附一層聚陰離子。此時,基片表面所帶的電荷由於聚陰離子的吸附而變為電負性;(2)洗滌基片表面,去掉以游離態存在基片上的聚陰離子,並將沉積有一層聚陰離子的基片乾燥;(3)將上述基片轉移至聚陽離子溶液中,基片表面便會吸附一層聚陽離子,表面電荷恢復為電正性;(4)洗滌基片表面,去掉以游離態存在基片上的聚陽離子,並將沉積有一層聚陽離子的基片乾燥。這樣便完成了聚陽離子和聚陰離子組裝的乙個迴圈。

重複上述操作便可得到多層超薄膜,超薄膜的製備過程可描述如下圖:

驅動力:(1)相反電荷間的靜電或其他作用力的吸附。由於陰陽離子間的靜電吸附形成離子對,使得游離態的聚電解質能夠沉積到底膜上來。

事實上,不僅僅靜電力可以作為自組裝的沉積驅動力,其他作用力比如氫鍵等也可以使聚合物有序地組裝到一起;

(2)電荷的過渡補償。當溶液中的聚電解質沉積到底膜上中和了底膜上相反電荷時,這種沉積現象不會馬上停止,而是聚電解質繼續沉積到一定程度、底膜上的聚電解質和溶液中聚電解質之間的靜電排斥力足夠大為止。此外,由於陰陽離子間強的離子鍵作用,能夠有效地避免聚電解質在溶液中的解吸附。