浓度调控自组装单分子层在石墨表面的可逆相转变

有机分子自组装单层膜在纳米科学、生物制药、表面物理等方面得到了广泛的应用。一般而言,表面分子自组装结构依赖于分子与分子、分子与溶剂、分子与基底、溶剂与基底之前的相互作用力。除此之外,其结构还受到基底类型、溶液温度、溶剂类型、溶质浓度的影响。因此,分子自组装是一个复杂的过程,其结果往往会出现不同结构的共存,因此降低了单一结构的可控性。所以在超分子化学和纳米科学领域存在一个难题:如何可控地得到大面积的单一结构的单层膜。

苏州大学功能纳米与软物质研究院迟力峰教授课题组利用扫描隧道显微镜观察到:一种单一有机小分子可在液固界面自组装成三种不同的结构。这三种结构可以通过原位稀释和浓缩实现可逆可控相转变。在此基础上,该课题组给出了该类小分子组装的相图。相关结果发表在Small上。

该研究团队利用扫描隧道显微镜,在辛苯溶液中对苯三氧十六烷在石墨表面的自组装行为进行了系统地研究。他们发现,随着溶液浓度的变化,分子形成了三种不同的单一类型自组装结构。更为重要的是,他们通过大量的原位稀释和浓缩实验,证明这三种结构可以实现可控可逆的相转变。结合理论计算,他们指出相转变是由热力学驱动的。此外,该研究团队还对不同烷氧基链长度的分子进行了可控可逆相转变的研究,并得到了以烷氧基链长度、溶液浓度为参数的自组装相图。Untitled

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