微孔晶体的晶化

从宏观和微观角度简要总结了微孔晶体晶化过程及晶化机理的研究,包括微孔晶体的成核与晶体生长(宏观角度)、晶化机理的主要观点、结构导向效应、研究微孔晶体晶化的主要技术手段及最新的研究思路和策略(微观角度).借鉴于致密晶体晶化行为的研究,微孔晶体的晶化过程分为成核与晶体生长两个阶段.在成核阶段,提出了晶核可以从液相(液相成核)、固相(固相成核)或固液相(双相成核)中成核,后被统一为"通用"成核机制.在晶体生长阶段,研究主要集中于生长模式.受制于当前较低分辨率和灵敏度的表征手段以及合成体系的复杂度,人们对晶体的成核与生长机制的认识还存在着极大的争议.在微孔晶体的晶化过程及晶化机理研究中,一项重要的内容是通过特定的表征手段确认在晶化过程中生成的小结构单元,包括色谱、电喷雾质谱、原位和非原位核磁共振、紫外拉曼光谱等.结合实验数据和理论计算可以确定一些单靠实验数据不能确认的结构单元.在微孔晶体的晶化过程中,结构导向剂起到了极其关键的作用.本文简要总结了结构导向剂的种类和导向的典型结构.最后介绍了新近提出的"反向进化"法,该方法可用于研究在晶化的早期阶段生成的小结构单元及晶化起点的结构.     

原子力显微术研究相分离混合单分子膜中微晶畴的多相性

近10年来,利用荧光显微术和布儒斯特角显微术等光学观测手段,已对气-液界面上两亲性分子的微晶畴结构(Domain)进行了广泛的研究.但是,这些研究主要集中在单组分单分子膜从液态扩张相(LE)到液态凝聚相(LC)的相变过程,很少涉及混合单分子膜的畴结构与相行为.这一状况主要源于光学显微术在分辨率上的局限性.新近出现的原子力显微术(AFM)由于其具有极高的分辨率,为混合单分子膜Domain结构的观测提供了十分有效的手段.这里,我们报道在混合单分子膜——花生酸(AA)和5,10,15-三苯基-20-(4-dl-α-苯丙氨酰氨基)苯基卟啉(TPPP)中所形成的Domain以及Domain的某些生长过程.     

功能化茂铁巯基共轭分子的合成与电化学性质

共轭有机低聚物由于其多样性、易修饰性等优良性质已被广泛应用于分子导线的设计与合成.单分子的组装与光电性能是共轭有机分子研究的重点与难点.含寡聚苯撑乙炔(OPE)构筑块的单分子自组装膜由于其良好的光电性能,已被大量地用于共轭分子导线的电子传递性能研究.二茂铁基团的引入,大大扩展了单分子自组装膜(SAMs)的电化学性质和应用范围.本文重点介绍了近十几年来含巯基(或乙酰巯基)茂铁共轭分子体系的结构与光电性质,并对其未来的发展进行了展望.     

聚酰亚胺Langmuir-Blodgett膜的原子力显微镜研究

聚酰亚胺Langmuir-Blodgett(LB)膜因具有超薄、有序、可控、任意组装等特点而在微电子等现代科学技术中有着极大的应用前景.它们可用于超薄绝缘膜和液晶显示中的定向层.在这些实际应用中,表征聚酰亚胺LB膜的分子结构以研究其分子功能显得尤其重要.但是,使用常规的分析方法难以在分子水平上进行LB膜的直接观察和研究.近年来,扫描隧道显微镜(STM)因具有原子级的分辨为有机超薄膜微观分子结构的表征提供了一种新型强有力的检测手段.1991年日本学者Fujiwara等人首次报道了对单层聚酰亚胺膜的STM观测研     

两组分混合单分子膜分相结构的AFM研究

一些非完全互溶的混合单分子膜会在气-液界面发生相分离现象,形成多种二维微晶畴(Domain)结构,这为人们提供了一个了解与认识准二维混合体系中诸如相变、分相等多种物理过程的机会.同时,混合单分子膜这一结构形式,还提供了一种将多种功能分子组装于同一个单分子层中的方法.因此,对混合单分子膜微观结构的研究与表征具有十分重要的理论及实际意义.     

偏压对金刚石膜成核过程的影响

金刚石膜与天然金刚石类似,具有许多优异的特性,可广泛用于机械、光学和电子等领域.目前已用各种CVD技术制备出了可供实际应用的金刚石膜.这些技术遇到的一个主要问题是怎样提高成核密度和质量.特别是在异质衬底材料(如Si)上如何控制核化密度和貌相,从而达到异质外延生长金刚石膜.为了实现这一目的人们采取了各种方法和措施,如在沉积膜前对Si衬底进行划痕或在金刚石粉末溶液中进行超声波处理;用化学腐蚀或沉积非晶碳过渡层等.最近研究发现,对衬底加负偏压可大大提高成核密度.在微波等离子体CVD法中对衬底加负偏压后,在不经任何处理的抛光Si片上金刚石成核密度达10~(10)cm~(-2).并且利用此方法已成功地在Si衬底上实现了异质外延或织构生长金刚石膜.然而至今对热灯丝CVD法沉积金刚石膜中加负偏压增强成核密度研究的还不多.本文对热灯丝CVD负偏压法增强成核问题进行了实验研究,并对其结果进行了讨论.热灯丝CVD法沉积金刚石膜装置同文献[3]中的一样,衬底材料是Si(100),首先对硅衬底分别在丙酮和乙醇中分别进行超声处理,然后在50%HF溶液中腐蚀2min,去除天然氧化硅,接着用去离子水冲洗数次,最后用甲醇超声处理烘干后放入反应室中抽真空以备实验.沉积条件为衬底温度850℃,灯丝温度2000～2400℃,甲烷浓度(CH     

碱性长石结晶动力学的高温高压实验

花岗岩－ＮａＦ－Ｈ２Ｏ体系中碱性长石结晶动力学的实验研究证明：在碱性长石结晶过程中存在成核延滞,在７００℃时延滞时间约１８ｈ,６５０℃时约６ｈ;碱性长石的成核速率和生长速率都随结晶时间而变化,即它们在整个结晶过程中并非常数。提出把成核延滞时间引入到成核速率和晶体生长速率计算公式中的新思路,并由此获得了较为可靠的成核速率和晶体生长速率。     

嵌入π共轭分子的双层类脂膜的制备及其伏安行为

人造双分子层类脂膜(BLM)是利用简单膜模型系统研究复杂的生物膜结构与功能的新技术和新途径.自60年代初Fishman首先在水相中制得双分子磷脂膜以来,双层脂膜系统已被广泛地用于模拟生物膜的物理、化学、生物学现象的研究.本工作设计了一套制备不对称BLM体系的简易装置和膜电化学检测系统,并试验了膜中分别嵌入四氰基对醌二甲烷、四苯基卟啉、镍-四苯基卟啉以及富勒烯(C_(60))等π共轭分子修饰后的循环伏安行为.     

超分子体系中的分子识别研究——ⅩⅤ.几种苯硒基修饰β-环糊精对脂肪醇的分子识别

用分光光度滴定法测定了单 [6 (苯硒基 ) 6 脱氧 ] β 环糊精 (2 )、单 [6 (对甲苯硒基 ) 6 脱氧 ] β 环糊精 (3)、单 [6 (邻甲苯硒基 ) 6 脱氧 ] β 环糊精 (4 )、单 [6 (间甲苯硒基 ) 6 脱氧 ] β 环糊精 (5)与一系列脂肪醇在磷酸缓冲溶液中 (pH =7 2 0 )、2 98 15K时形成超分子体系的稳定常数 ,并与母体 β 环糊精 (1)的结果做了比较 ,从主 客体间的诱导楔合和几何互补等方面讨论了修饰 β 环糊精对脂肪醇的键合能力和分子选择性 .结果表明修饰 β 环糊精的苯硒基作为一种光谱探针可以扩展分子键合能力和分子识别能     

长链支化聚丙烯和线性聚丙烯熔体结晶动力学的对比研究

通过光学显微镜(OM)和差示扫描量热仪(DSC)对长链支化聚丙烯(LCBPP)和线性等规聚丙烯(Linear-iPP)的等温及非等温结晶动力学作了详细的研究. OM结果显示: 在等温结晶过程中, 由于LCBPP中长支链的存在阻碍了链段的扩散, 导致其晶体生长速度比Linear-iPP的慢. 然而, DSC结果显示: 在等温结晶过程中, LCBPP的结晶总速度比Linear-iPP的要快得多. 这是因为对于两种PP来说, 等温结晶过程都是一个成核控制的过程, LCBPP较快的成核速度导致了它的结晶总速度较快. Avrami分析指出, LCBPP和Linear-iPP具有相近的成核和生长机制. 而在非等温结晶过程中, 随着降温速度的加快, 两种PP的结晶速度均加快, 但是在任何一个对应的降温速度, Linear-iPP的结晶速度都要快于LCBPP. 这意味着对两种PP来说, 非等温结晶过程是一个生长控制的过程, LCBPP较慢的链段扩散速度导致了其较慢的结晶总速度.     

聚11-(2-甲基丙烯酰氨基)十一酸LB膜的制备及其非线性光学性质

Langmuir-Blodgett膜(简称LB膜)是一种有序排列的有机单分子薄膜,在分子电子学、光学、生物学和化学等许多领域具有广阔应用前景,近年来已日益引起人们的关注。本文报道以11-(2-甲基丙烯酰氨基)十一酸为膜材料的LS膜的制备和聚合,以及它与硬脂酸组装的交替LB膜的非线性光学性质的研究结果,其中关于组装LB膜光学二次谐波系数相互迭加的     

芯片表面异氰酸酯基硅烷自组装膜的制备及表征

利用分子自组装技术在玻璃芯片表面成功组装了异氰酸酯基硅烷单分子膜. 采用X射线光电子能谱仪对自组装膜表面的元素组成进行了表征, 并利用接触角测定仪对薄膜表面的润湿性进行测定. 结果表明, 异氰酸酯基硅烷在基底表面得到了成功组装, 其疏水性较组装前有所提高, 对水的接触角可以达到80°, 明显改变了芯片表面的性质. 将该自组装膜应用于牛血清白蛋白的自组装, 不仅制备过程简单, 而且具有操作方便等优点. 因此, 异氰酸酯自组装膜在微全分析技术(μ-TAS)中的微通道修饰, 蛋白质、多肽等生物大分子的固定化, 以及材料表面改性等方面均具有很好的应用前景.     

原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜的纳米摩擦学行为

利用分子沉积技术在石英和玻璃基底上制备了含有Cu²⁺的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)/聚丙烯酸(PAA)分子沉积膜, 然后将不同层数的分子沉积膜浸入到刚刚配制的硫化钠水溶液中. CuS纳米颗粒在分子沉积膜中原位生成, 从而制备原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜. 利用紫外-可见光谱、XPS及原子力显微镜(AFM)对原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜进行表征, 并利用AFM研究了膜的纳米摩擦学性能. 结果表明原位纳米颗粒掺杂分子沉积膜具有较小的摩擦力和较高的耐磨寿命.     

制备蛋白A单分子膜层装配抗体构建肿瘤标志物检测芯片

免疫分析方法主要依赖于固定在固相基底上的抗体对相应抗原的特异性识别, 抗体在固相基底上固定后最大程度保持生物学活性是设计免疫分析方法的关键技术. 本研究利用在疏水性硅基底表面制备蛋白A单分子膜层可以特异结合抗体的Fc端, 进而实现对抗体的定向化装配, 进一步构建格式化阵列用于肿瘤标志物检测. 研究结果表明, 制备的蛋白A单分子膜层的厚度为1.8±0.6 nm, 抗体可以经蛋白A单分子膜层实现定向化装配, 由此设计的传感阵列检测肿瘤标志物甲胎蛋白(alpha-fetoprotein, AFP)可以实现1.0 ng/mL的灵敏度, 血清检测结果与电化学法(ECLIA)测定进行统计学检验没有显著性差异(P>0.05).     

植物体内草酸钙的生物矿化

草酸钙晶体在特化的植物晶异细胞内的形成是一种基本的、重要的生理代谢过程.不同植物草酸钙晶体在形态/结构上存在多样性和种间专一性,它们具有特定的尺寸和形貌,并且成核后晶体的生长和特化细胞的发育间存在显著的协同作用,这表明草酸钙的生物合成不是一种简单的化学结晶过程,而是受遗传和生物大分子的精确调控.被塑造的矿化相在特定的膜包覆空间内经历了各自不同的生物化学途径,最终形成热力学稳定相.草酸钙晶体赋予植物许多不同的功能,主要包括对高容量钙的调节和植物自我保护作用,从而间接地反映出植物在不同生境中进化的印迹.本文介绍了草酸钙晶体在植物体内合成的草酸代谢途径、钙的吸收和累积,主要讨论晶体生长过程的植物调节机制以及体外模拟生物分子对草酸钙结晶动力学过程的调控等,以期揭示植物体内草酸钙的生物矿化机制,并为仿生材料合成和人类病理结石的抑制等提供重要线索.     

利用不同链长的磷脂酰胆碱制备纳米金颗粒

众所周知,金属或半导体的纳米颗粒因其大的比表面和量子尺寸效应而被广泛应用于各个领域.超细颗粒的制备,尤其是规则、稳定的量子尺寸颗粒的制备是许多科学家感兴趣的课题[1～3].目前,利用有序分子组合体制备无机纳米颗粒已愈来愈受到关注[4].近年来,我们曾经报道过利用自制的三室装置,可在花生酸单分子膜下生长尺寸小于2ｎｍ的银颗粒[5],但关于脂类憎水链长的影响却未作研究.本工作将报道利用不同链长的磷脂,二22烷基磷脂酰胆碱(ＤＢＰＣ)和二14烷基磷脂酰胆碱(ＤＭＰＣ)单分子膜来制备纳米尺寸颗粒.实验使用的ＤＭＰＣ和ＤＢＰＣ均从Ｓｉ…     

单分子体系发射光子统计

基于最近发展的单分子体系光子发射产生函数(generating function)方法, 具体讨论了单分子体系发射光子统计的有关问题. 从统计的意义上讲, 所引进的产生函数可以认为是单分子体系发射光子系综的广义配分函数, 并对相关问题作了简要的讨论.     

磁头表面聚甲基丙烯酸氟代辛酯分子膜的制备及其摩擦学特性

采用浸涂方法在磁头表面制备聚甲基丙烯酸氟代辛酯(PFAM)分子膜, 对磁头表进行表面改性, 并利用时间飞行二次离子质谱仪(TOF-SIMS)、接触角测量仪和原子力显微镜(AFM)对PFAM分子膜表征. 测试结果表明, 浓度是影响分子膜厚度、表面形貌和摩擦特性的主要因素. 溶液浓度为500 μg/g时制备的分子膜具有最好的摩擦磨损性能, 磁头经过20000次起停循环后黏着力不超过2.4 g. 因此, 磁头表面制备致密且缺陷少的PFAM分子膜有助于磁头磁盘之间的润滑, 减少摩擦磨损, 提高磁头的摩擦磨损性能.     

垂直取向L10 FePt纳米粒子的磁性

用磁控溅射法在加热到700℃的MgO(001)基板上沉积了FePt薄膜. 依靠基板与薄膜间的晶格失配, 形成了磁化易轴垂直于基板平面的L10相(001)织构. 膜厚为5 nm时得到了直径约70 nm的纳米粒子, 4.2 K温度下其矫顽力达105 kOe(1 Oe=79.58 A/m). 膜厚增加到50 nm时, 薄膜由不连续变化为连续, 矫顽力下降了一个数量级. 用微磁学方法对单畴粒子的自发磁化和磁化反转过程进行了模拟. 结果表明, 磁化反转机制是涡旋式的成核, 模拟矫顽力为121 kOe. 这意味着实验获得的矫顽力已经接近理想单晶单磁畴粒子矫顽力的极限.     

水平法制备质子化的9-顺视黄醛席夫碱基LB膜的研究

自从Langmuir和Blodgett建立了LB技术及Kuhn等人开始利用这一技术进行功能分子的组装到现在,LB膜的成膜技术有了相当大的发展,众所周知,有2种方法沉积LB技术:即常规垂直法和Fukuda水平法,水平法只局限于制备X-型多层单分子膜.为了制备其它类型的多层膜及适应于某些特定的需要,近来1种新的Y-型水平法已有报道载片在接触单分子膜与提起时不需要档板包围,因此,每循环一次有二层单分子膜转移到载片上,视紫红质是人眼视杆细胞盘膜中具有功能的主要成分,因此长久以来人们企图使用人工合成视