Романенко Е.С., Кузнецов Д.В.
ФОРМИРОВАНИЕ ПЛЕНОК ОКСИДА ГРАФЕНАМЕТОДОМ ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ *
Аннотация:
в работе рассматривается экспериментальный метод получения пленки оксида графена методом Ленгмюра-Блоджетт. Отличием данного метода по сравнению с известными методиками является использование амфифильных молекул жирных кислот, что позволяет обеспечить высокий коэффициент переноса монослоя и прозрачность покрытий в видимом диапазоне спектра для получения качественных твердых пленок оксида графена
Ключевые слова:
графен, амфифильные молекулы, монослой, метод Ленгмюра Блоджетт
Оксид графена – частицы графена с присоединенными по краям или внутри углеродной сетки кислородсодержащими функциональными группами и/или молекулами. На основе амфифильного однослойного оксида графена, предварительно функционализированного октадециламинными группами, существует способ приготовления пленок Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) [1]. В данном случае монослой графена формируют на поверхности раздела фаз водавоздух. Методом вертикального лифта по технологии ЛБ монослой переносят на поверхность твердой подложки. Последовательно наслаивая монослои друг на друга можно получить мультислойные пленки необходимой оптической плотности и пропускания. Основными недостатками перечисленных способов является то, что для получения устойчивого мономолекулярного слоя на поверхности субфазы необходимо проводить трудоемкий и дорогой химический синтез по функционализации графена. Пленки, полученные без использования амфифильного оксида графена, отличаются неравномерностью распределения графена по твердой поверхности, а также низким коэффициентом переноса монослоя на подложки. Сущность предлагаемого способа получения наноразмерных пленок оксида графена заключается в управляемом синтезе оптически прозрачных однородных твердых тонких пленок методом ЛБ на основе оксида графена и жирных кислот. Способ заключается в формировании смешанных монослоев оксида графена и стеариновой кислоты на границе раздела жидкость-газовая фаза с последующим переносом такого монослоя на поверхность твердой подложки. В результате формируются моно- или мультислойные планарные структуры, содержащие монослойный оксид графена. Оксид графена в заявляемом способе удерживается на поверхности раздела фаз жидкость-газовая фаза благодаря взаимодействию с амфифильными молекулами жирной кислоты. Существенным отличием и преимуществом данного метода получения наноразмерных пленок на основе оксида графена по сравнению с известными методиками является использование амфифильных молекул жирных кислот, что позволяет обеспечить высокий коэффициент переноса монослоя и прозрачность покрытий в видимом диапазоне спектра для получения качественных твердых пленок оксида графена по технологии ЛБ. Заявляемый способ основан на проведенных исследованиях физико-химических свойств двукомпонентных ленгмюровских пленок, содержащих оксид графена и жирную кислоту [2]. Результат достигается путем смешивания растворов оксида графена и жирной кислоты, нанесением смеси на водную субфазу и переносом сформировавшегося монослоя на поверхность стеклянной подложки. Полученный раствор наносят на поверхность деионизованной воды в ленгмюровской ванне. Монослой выдерживают в течение 40 минут до стабилизации поверхностного натяжения. Затем монослой поджимают со скоростью 0.5 мм/с и измеряют изотерму зависимости поверхностного давления от удельной молекулярной площади молекул в монослое (рис. 1). Из графика видно, что чистая дисперсия оксида графена практически не держится на поверхности воды (рис. 1), соответственно не может пройти качественное осаждение плёнки на твердую подложку. А в составе смеси присутствуют четкие переходы между фазами благодаря связи молекул оксида графена с молекулами стеариновой кислоты (рис. 3). При этом сравнивая изотермы смеси и чистой стеариновой кислоты (рис. 2), мы видим явные отличия. Значит оксид графена в полной мере взаимодействует молекулами стеариновой кислоты и может быть перенесен на твердую подложку.
Номер журнала Вестник науки №11 (32) том 5
Ссылка для цитирования:
Романенко Е.С., Кузнецов Д.В. ФОРМИРОВАНИЕ ПЛЕНОК ОКСИДА ГРАФЕНАМЕТОДОМ ЛЕНГМЮРА-БЛОДЖЕТТ // Вестник науки №11 (32) том 5. С. 203 - 206. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3836 (дата обращения: 26.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+