ьтатів, отриманих Ленгмюром в області термоелектронної емісії, вакуумної техніки та абсорбції, він розробив багато нових експериментальних прийомів, які підтвердили мономолекулярну природу поверхневих плівок і навіть дозволили визначити орієнтацію молекул і питому площу, ними займану. Більш того, Ленгмюр був першим, хто почав переносити плівки товщиною в одну молекулу - моношари - з поверхні води на тверді підкладки. Згодом його учениця Катаріна Блоджетт розробила техніку багаторазового перенесення одного моношару за іншим, так що на твердій підкладці виходила Стопчатів структура-етажерка, або мультіслой, званий тепер плівкою Ленгмюра-Блоджетт. За монослоем, лежачим на поверхні води, часто зберігається назву «ленгмюровских плівка», хоча його використовують і стосовно до багатошаровим плівкам.
2. Молекули русалки
Виявляється, у досить складних молекул є свої уподобання. Наприклад, одні органічні молекули «люблять» контактувати з водою, а інші уникають такого контакту, «бояться» води. Їх і називають відповідно - гідрофільними і гідрофобними молекулами. Існують, однак, ще й молекули начебто русалок - одна їх частина гідрофільна, а інша гидрофобная. Молекули-русалки повинні вирішити для себе проблему: бути їм у воді чи не бути (якщо ми намагаємося приготувати їх водний розчин). Знайдене рішення виявляється воістину соломоновим: звичайно ж, вони будуть в воді, але тільки наполовину. Молекули-русалки розташовуються на поверхні води так, що їх гідрофільна головка (володіє, як правило, розділеними зарядами - електричним дипольним моментом) опущена в воду, а гідрофобний хвіст (зазвичай це вуглеводнева ланцюжок) висовується назовні в навколишнє газоподібним середовищем (рис. 1) .
Рис. 1. Молекула стеаринової кислоти - типова «русалка»
Положення русалок кілька незручне, зате воно задовольняє один з основних принципів фізики систем з багатьох частинок - принципу мінімуму вільної енергії і не суперечить нашому досвіду. При утворенні мономолекулярного шару на поверхні води гідрофільні головки молекул опущені у воду, а гідрофобні хвости стирчать вертикально над водною поверхнею. Не слід думати, що схильністю до розташування відразу в двох фазах (водної та неводному), так званої амфіфільні, володіють лише якісь екзотичні речовини. Навпаки, методами хімічного синтезу можна, принаймні в принципі, «пришити» гідрофобний хвіст практично до будь-якої органічної молекулі, так що асортимент молекул-русалок виключно широкий, і всі вони можуть мати найрізноманітніше призначення.
3. Типи ленгмюровских плівок
Є два способи перенесення монослоев на тверді підкладки, причому обидва вони підозріло прості, так як можуть бути здійснені буквально голими руками.
Рис. 2. Способи перенесення монослоев на тверді підкладки
Монослои амфіфільних молекул можна перенести з поверхні води на тверду підкладку методом Ленгмюра - Блоджетт (угорі) або методом Шеффера (внизу). Перший спосіб полягає в «протикає» моношару вертикально рухається підкладкою. Він дозволяє отримувати шари як X - (молекулярні хвости спрямовані до підкладки), так і Z-типу (зворотний напрямок). Другий спосіб - це просто дотик моношару горизонтально орієнтованої підкладкою. Він дає мо...
