ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕНГМЮРОВСКИХ МОНОСЛОЕВ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ
реклама
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЛЕНГМЮРОВСКИХ МОНОСЛОЕВ ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ Чумаков А.С., Горбачев И.А., Ермаков А.В., Ким В.П., Глуховской Е.Г. Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского E-mail: [email protected] В настоящее время метод Ленгмюра-Блоджетт позволяет формировать мономолекулярные слои (так называемые ленгмюровские монослои, далее МС) на границе раздела газ-жидкость и получать уникальные слоистые структуры, в которых каждый мономолекулярный слой может иметь свой собственный химический состав, кристаллическую структуру и ориентацию молекул. Формирование монослоя и его структура зависит от многих факторов, таких как температура субфазы, ее состав, концентрация ПАВ, внешние электрические и магнитные поля и др. Одним из менее изученных факторов остается воздействие электрического поля. Обычно, оно используется лишь при проведении исследований МС, например, исследований особенностей структурных перестроек в МС методом скачка потенциала. Использование электрического поля в качестве технологического фактора практически не исследовано. Влияние электрического поля на процессы, протекающие в ленгмюровской ванне, описывается только в случае направления вдоль поверхности монослоя [1]. Исследования, посвященные влиянию на МС электрического поля, направленного нормально к поверхности монослоя, найдены не были. Для таких исследований была специально разработана [2] система электродов для существующей ванны ЛБ (MDT-LB5, разработанная НТ-МДТ и Гос. НИИ Физических проблем г. Москва), и изменена конструкция барьеров. Данная установка позволяет получать зависимости поверхностного давления от удельной площади при исследованиях МС методом изотерм сжатия под воздействием электрического поля. В результате экспериментов было обнаружено следующее: Электрическое поле оказывает наиболее существенное влияние на формирование жидкоконденсированной фазы, если в качестве субфазы используется деионизованная вода. Участок изотермы ЖК участка растягивается (примерно, на 25% и для «+/–» cверху – вниз) (рисунок 1) при приложении напряжения на электроды. Величина растяжения не столько зависит от направления вектора поля (вверх или вниз), сколько от самого факта наложения поля (есть или нет). А при формировании МС на поверхности раствора NiCl2 наблюдаются, по сути, обратные эффекты - ЖК состояние в МС Arh формируется при достаточно сильном разряжении молекул на поверхности – при значении удельной площади A = 0,55 нм2, в то время, как при приложении электрического поля значение удельной площади для ЖК состояния становится заметно меньше (рисунок 2). Рисунок 1 - Изотермы сжатия монослоя арахиновой кислоты на поверхности деионизованной воды под воздействием нормально приложенного электрического поля 1 - вектор напряженности электрического поля направлен вниз; 2 - вектор напряженности электрического поля направлен вверх; 3 - электрическое поле отсутствует. Рисунок 2 - Изотермы сжатия монослоя арахиновой кислоты на поверхности раствора NiCl2 под воздействием нормально приложенного электрического поля 1 - электрическое поле отсутствует; 2 - вектор напряженности электрического поля направлен вниз; 3 - вектор напряженности электрического поля направлен вверх. Возможно часть ионов ОН– вступает во взаимодействие с ионами Ni+2 (при приложении положительного потенциала к верхнему электроду) и препятствует протеканию реакции образования соли (арахината никеля), которая разрыхляет монослой без поля. При другой полярности подтягиваются ионы Cl–, которые не взаимодействуют с монослоем, т.к. его нижняя часть итак заряжена отрицательно, а ионы Ni+2 уходят вниз, также блокируя образование соли. Библиографический список 1. Khomutov G. B. Formation of nanoparticles and one-dimensional nanostructures in floating and deposited Langmuir monolayers under applied electric and magnetic fields / G. B. Khomutov, S. P. Gubin, V. V. Khanin // Colloids and Surfaces: Physicochemical and Engineering Aspects 198–200. 2002. P 593–604. 2. Е. Г. Глуховской, Г. Б. Брецезинский, И. А. Горбачев, В. П. Ким. / Пат. 111297 Российская федерация. Установка для получения монослоев методом Ленгмюра_блоджетт в электрическом поле. Патентообладатель ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского".
