表面活性剂及复配在云母片上吸附的AFM研究_毛逢银

二元复配表面活性剂诱导吡咯界面聚合及电容特性研究杨庆浩;屠钟艺;后振中【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2016(047)004【摘要】在二元非离子型表面活性剂介入下,采用化学氧化界面聚合法,在0℃下制备聚吡咯薄膜。

研究了Span80/Tween80复配体系在界面聚合中对聚吡咯成膜的影响,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析、循环伏安法以及交流阻抗法对聚吡咯膜的性能进行表征。

结果表明,在 H LB值较低时,聚吡咯微观形貌相互缠结交织在一起,形成孔洞型三维网状形貌；随着 H LB 值的增加,聚吡咯形貌变得更加均匀和蓬松,最终形成类“水藻”结构；当 HLB值为11．0,添加Span80浓度1．12 g/L、Tween80浓度1．88 g/L时,制备的聚吡咯膜比电容值达100．72 F/g,且循环寿命较佳。

【总页数】6页(P4050-4054,4059)【作者】杨庆浩;屠钟艺;后振中【作者单位】西安科技大学材料科学与工程学院，西安 710054;西安科技大学材料科学与工程学院，西安 710054;西安科技大学材料科学与工程学院，西安710054【正文语种】中文【中图分类】O633.5【相关文献】1.以KPS为主要表面活性剂的二元驱体系复配研究 [J], 张群志;李织宏;董玲2.非理想二元表面活性剂复配增效理论的进一步研究 [J], 王正武;李干佐;刘俊诚;关大任;娄安境3.阴/阳离子二元表面活性剂复配体系的发泡性能研究 [J], 杨振;吴明华4.N-辛基-2- 吡咯烷酮表面活性剂复配体系的研究 [J], 周蕊;毛娜;邓榴;刘芸5.孤东二元驱体系中表面活性剂复配增效作用研究及应用 [J], 王红艳;曹绪龙;张继超;李秀兰;张爱美因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

涂料用高分子表面活性剂的研究
何方岳
【期刊名称】《浙江化工》
【年(卷),期】2005(036)011
【摘要】介绍了高分子表面活性剂的合成方法包括缩聚法、共聚法、高分子化学反应法和高分子表面活性剂的性质如表面张力、乳化性能、分散性能、絮凝性能、增溶性能等,并且阐述了高分子表面活性剂在石油工业、造纸工业、材料改性、日用化工、有机合成等方面的应用.
【总页数】4页(P25-28)
【作者】何方岳
【作者单位】浙江树人大学生物与环境工程学院,浙江,杭州,310015
【正文语种】中文
【中图分类】TQ63
【相关文献】
1.涂料用高性能高分子表面活性剂 [J], 黄月文
2.磺酸盐型高分子表面活性剂的制备及性能研究 [J], 费贵强; 谢萍浩; 王海花; 朱科; 李菁熠
3.高分子溶液黏度对表面活性剂表面张力的影响研究 [J], 吴涛;王志龙
4.壳聚糖改性高分子表面活性剂研究进展 [J], 杜晶晶;韩肖惠;王博;徐靖;张彰
5.压力与温度敏感涂料用高分子粘结剂的研究进展 [J], 陈振华;周晓龙;张宗波;张
明艳;徐彩虹
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经多聚赖氨酸修饰后的云母表面形貌及细胞DNA的AFM观察宋发奎;张坤;齐浩【摘要】通过原子力显微镜(AFM)观察并分析多聚赖氨酸在不同浓度和不同修饰方式下云母表面的形貌,选择适于观察细胞DNA的最佳修饰条件.使用不同浓度的多聚赖氨酸对云母表面进行直接滴加和镀膜两种方式进行处理后,AFM观察其对云母表面形貌的影响以及DNA分子在修饰后的云母表面沉积情况.结果显示:多聚赖氨酸直接滴加至云母上时,其表面会形成大小不同的颗粒与聚集体;采用镀膜方式后,云母表面颗粒数量明显减少,颗粒粒度亦明显变小,经镀膜处理的云母表面更为平坦,表面平均粗糙度(Ra)更小;降低多聚赖氨酸浓度会使云母表面粗糙度减小,多聚赖氨酸浓度降至0.1 μg/mL及以下时云母表面的粗糙度不再有明显变化.经0.1μg/mL 多聚赖氨酸镀膜处理云母后,DNA分子在其上有较好的铺展.与直接滴加的方式相比,采用多聚赖氨酸镀膜方式处理云母表面,可降低粗糙度.0.1μg/mL多聚赖氨酸镀膜后,细胞DNA在云母表面分散较更好,适于AFM对DNA分子的观察和相关研究.【期刊名称】《西安文理学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(014)002【总页数】5页(P14-18)【关键词】原子力显微镜;多聚赖氨酸;镀膜;DNA【作者】宋发奎;张坤;齐浩【作者单位】陕西师范大学生命科学学院,陕西西安710062;陕西师范大学生命科学学院,陕西西安710062;陕西师范大学生命科学学院,陕西西安710062【正文语种】中文【中图分类】Q243原子力显微镜(Atomic ForceMicroscopy,AFM)作为扫描探针显微镜 (ST M)家族的主要成员之一,自诞生起便以其独特的优势在生物大分子尤其在 DNA的精细结构研究中发挥着重要作用[1-6].尽管AFM观察用样品的制备方法相对简单,且已摆脱了导电性的束缚,但DNA观察样品的制备依然是限制AFM研究的主要因素之一[1,7].目前,云母仍是DNA样品 AFM观察的最常用基底之一,但受云母表面负电性的影响,DNA分子若直接滴加在云母上,由于其也带负电,与云母结合较为疏松,在AFM探针的压力作用下,观察时DNA分子容易发生漂移,影响AFM图像质量和实验结果重现[7,8].因此采取适宜的方法处理云母表面以固定DNA分子,对获取高质量DNA观察图像显得尤为重要[7].关于在AFM观察基底固定DNA的方法已有不少报道,但主要涉及的是质粒DNA,质粒DNA分子量较小又呈环状,合适质粒DNA 观察的条件对大分子量的细胞DNA未必适用,但观察细胞DNA的基底修饰的报道却很少.本文的工作主要通过多聚赖氨酸来修饰云母表面,对不同处理方式和不同赖氨酸处理浓度下AFM对云母表面形貌进行了观察比较,并选用了适合细胞DNA沉积和观察的云母表面的修饰条件.1 材料与方法1.1 材料与仪器1.1.1 材料及试剂 K562细胞 (ATCC,CCL-243)购自上海细胞库,在37℃、5%CO2的饱和水蒸气中培养,对数期细胞用于实验;DNA提取试剂盒 (DP304-02,天根生化科技公司),按说明提取细胞DNA;多聚赖氨酸(MW:500～2000;Sigma)用超纯水(艾科浦超纯水系统制得后,经二次蒸馏)稀释至 1 mg/mL,无菌分装,-20℃保存,临用前超纯水稀释至使用浓度;PBS(0.1M),超纯水配制;云母(四川美丰云母工业有限责任公司).1.1.2 仪器原子力显微镜 (SPM-9500J3,日本岛津公司),S3N4探针 (俄罗斯),微悬臂长250μm,弹性系数为 0.2 N/m;高速冷冻离心机(5417C,德国 Eppendorf公司);数显恒温水浴锅.1.2 样品制备1.2.1 云母处理直接滴加处理:取30μL不同浓度的多聚赖氨酸直接滴加于新解离的云母表面,室温下孵育 2 min后,4 mL超纯水冲洗(水速约50μL/s),自然晾干,AFM 观察;镀膜处理:将新解离的云母浸入不同浓度的多聚赖氨酸稀释液中,5s后取出,竖直晾干,AFM观察.1.2.2 DNA提取按试剂盒操作说明提取 DNA,提取后的 DNA分子在4℃用超纯水稀释至40μg/mL待用.1.2.3 DNA样品制备方法多聚赖氨酸修饰后的云母基底倾斜放置与水平面呈约 30度倾角;取15μL DNA分子(40μg/mL)滴加于云母表面,室温下静置,10 min后用40μL超纯水滴加于样品表面,滤纸吸除多余液体,自然干燥,AFM进行观察.1.3 观察条件及结果处理AFM观察模式:接触模式;观察环境:室温下,大气环境;扫描频率:0.5 Hz;像素:512×512.实验结果均进行 flatten处理.2 结果2.1 云母表面经不同浓度多聚赖氨酸和不同处理方式下的变化情况.不同处理方式和不同浓度多聚赖氨酸处理后云母表面的变化情况显示于图 1和图2.AFM扫描结果表明,未经处理的云母表面较为平坦 (图 1A),poly-L直接滴加于云母表面后有较多聚集成团粒状的颗粒出现,随poly-L使用浓度降低颗粒数量和粒度均减少(图 1B、C、D);用镀膜方式处理后,云母表面的平整度明显提高.即使在poly-L浓度为10μg/mL时也观察不到大的颗粒状物质,但有片状聚集物出现(图1E),随 poly-L浓度降低,片状物逐渐减少、消失(图 1F、G).通过对云母表面粗糙度分析发现,镀膜方式下云母表面平均粗糙度明显低于直接滴加组和未处理组,且随多聚赖氨酸浓度降低,云母表面的平均粗糙度也降低(图2),当多聚赖氨酸浓度降至0.1μg/mL及以下时,云母表面的粗糙度变化不明显 (图 3、4).图 1 云母表面经多聚赖氨酸处理后的AFM观察结果.A:未经处理的云母表面;B,C,D 分别为经10,5,1μg/mL多聚赖氨酸直接滴加至云母表面后的AFM图像;E,F,G分别为经10,5,1μg/mL多聚赖氨酸将云母镀膜后的AFM图像.2.2 DNA分子在0.1μg/mL浓度的多聚赖氨酸镀膜处理的云母表面沉积的形貌DNA在多聚赖氨酸不同处理方式下云母表面的沉积情况见图 5.DNA分子在直接滴加修饰的云母表面伸展性较差,DNA链有聚集和交联(图 5A);镀膜处理后DNA 分子分散度较好,DNA分子均可舒展成单根线状结构(图 5B)3 分析与讨论图 1结果显示,不同浓度和不同处理方式的多聚赖氨酸加至云母表面后,其平整度有差别.新鲜剥离且未经 poly-L处理的云母表面平整,无明显颗粒(图 1A).poly-L浓度为10μg/mL时有较多颗粒,且可聚集成较大团粒(图 1B);poly-L浓度为5μg/mL 时,亦有较多颗粒出现,但较大粒度的颗粒数量明显减少(图 1C).poly-L浓度为1μg/mL时颗粒数量和粒度均减少 (图 1D).用镀膜方式处理后,云母表面的平整度明显高于直接滴加 poly-L的各组.即使在 poly-L浓度为10μg/mL时也观察不到大的颗粒状物质,但是有片状聚集物出现(图 1E);当 poly-L浓度为5μg/mL时,片状物的数量明显减少(图 1F);poly-L浓度为1μg/mL时,云母表面已观察不到片状聚集物,且表面较平整(图 1G).图 2 多聚赖氨酸(poly-L)处理后云母表面平均粗糙度的变化A:未经处理的云母 (空白组);B:直接滴加 poly-L处理的云母;C:镀膜处理的云母.“＊＊”表示处理组与空白组之间有极显著性差异;“##”表示相同poly-L浓度下,直接滴加组与镀膜组之间有极显著性差异;“‥”表示处理方式相同时,浓度不同的多聚赖氨酸处理组之间的显著性差异.图 3.云母表面经不同浓度多聚赖氨酸镀膜处理后AFM的观察结果A:0.5μg/mL多聚赖氨酸处理组;B:0.1μg/mL多聚赖氨酸处理;C:0.05μg/mL多聚赖氨酸处理;D:0.01μg/mL多聚赖氨酸处理.图 2结果显示,镀膜方式处理云母后,其表面平均粗糙度明显低于直接滴加 poly-L.在镀膜方式下,随多聚赖氨酸浓度降低,云母表面的平均粗糙度也降低.表明经镀膜处理后云母表面较滴加方式更平坦,可能是镀膜后云母表面可形成一层均匀的水化多聚赖氨酸薄膜,在竖直干燥过程中,受液体表面张力影响较弱,水分丧失时,多聚赖氨酸可均匀分布于云母表面[8].云母表面经多聚赖氨酸镀膜处理与Shlyakhtenko和Podesta等选择APTES、多聚鸟氨酸等修饰相比,表面粗糙度更低更平坦,可为AFM观察DNA分子提供更好的实验条件[9-10].图 4 不同浓度多聚赖氨酸镀膜处理后云母表面平均粗糙度的变化“＊＊”表示0.1,0.05,0.01μg/mL多聚赖氨酸处理组与0.5μg/mL多聚赖氨酸处理组之间的平均粗糙度有极显著性差异;其他各组间无显著差异.图 5 DNA分子在0.1μg/mL多聚赖氨酸处理后云母表面的沉积图像 A:多聚赖氨酸直接滴加到云母表面后DNA的沉积图像;B:采用多聚赖氨酸对云母镀膜后DNA 的沉积图像.图 3和图 4的结果表明,云母经0.5μg/mL poly-L镀膜处理后,云母表面较为平坦,无干扰性大颗粒,仅个别地方有小颗粒性 poly-L聚集体残留(图 3A);当 poly-L降至0.1μg/mL及以下时,云母表面极为平坦,颗粒性多聚赖氨酸完全消失 (图 3B、C).随多聚赖氨酸浓度的降低,云母表面的平均粗糙度亦减小.多聚赖氨酸浓度降至0.1μg/mL及以下时,云母表面的粗糙度变化不明显,0.1,0.05与0. 01μg/mL组之间无显著性差异(图 4).我们后续实验选取0.1μg/mL浓度的多聚赖氨酸溶液对云母表面进行修饰.将DNA分子滴加至用0.1μg/mL多聚赖氨酸处理后的云母表面(图 5),可观察到poly-L直接滴加修饰的云母表面有DNA链的聚集和交联,DNA链的伸展性不好(图 5A),这可能是因多聚赖氨酸在云母表面分布不均匀所致,使得云母基底的局部对DNA的吸附力过强[1,11].而使用镀膜修饰的云母表面DNA分子分散度较好,可舒展成单根线状结构(图 5B).实验结果表明,与直接滴加 poly-L修饰云母的方式相比,镀膜的修饰较容易得到良好的DNA分散相,利于AFM对DNA形貌的观察.4 结论本研究利用多聚赖氨酸对云母表面进行了相关修饰,AFM观察发现云母表面经浓度等于或低于0.1μg/mL多聚赖氨酸镀膜处理后可获得良好质量的细胞 DNA分子的图像.[参考文献][1] YE J Y,UMEMURA K,ISH IKAWA M,et al.Atomic force microscopy ofDNA molecules stretched by spin-coatingtechnique[J].AnalBiochem,2000,281(1):21-25.[2] LYUBCHENKO YL,SHLYAKHTENKO L S.AFM for analysisof structure and dynamicsofDNA and protein-DNA complexes[J].Methods,2009,47(3):206-213.[3] SONG Y,L IAN W,ZHAO S,et al.Self-assembled monolayers ofDNA oncysteamine modified Au(111)surface:Atomic force microscopystudy[J].Microsc Res Tech,2010,73(1):51-57.[4] ZHANG K,Q IH,L IH,et al.Visualization of cellularDNA crosslinks by atomic force microscopy[J].Scanning,2009, 31(2):75-82.[5] KE C,J IANG Y,M IECZKOWSKI PA,et al.Nanoscale detection of ionizing radiation damage toDNA by atomicforcemicroscopy[J].Small,2008,4(2):288-294.[6] L IU Z,TAN S,ZU Y,et al.The interactions of cisplatin and DNA studied by atomic force microscopy[J].Micron,2010, 5(1):1-7.[7] 汪新文,白春礼,朱传风.原子力显微镜成象方法研究[J].生物物理学报,1996,12(3):538-543.[8] PODESTA A, IMPERADOR I,COLNAGH IW,et al.Atomic force microscopy study of DNA deposited on poly L-ornithine-coated mica[J].JMicrosc,2004,215(Pt 3):236-240.[9] SHEN X C,BAO L,ZHANG ZL,et al.A simple and effective sample preparation method for atomic force microscopy visualization of individualDNA molecules in situ[J].MolBiol Rep,2010,38:965-969.[10] SHLYAKHTENKO L S,GALL A A,F ILONOV A,et al.Silatrane-based surface chemistry for immobilization of DNA, protein-DNA complexes and other biologicalmaterials[J].Ultramicroscopy,2003,97(1-4):279-287. [11] 于力华,李壮,吴爱国,等.镍邻菲绕啉对 DNA固定作用的原子力显微镜表征 [J].高等学校化学学报,2002,23 (1):46-48.。

偶联表面活性剂和传统表面活性剂混合水溶液的性质尚亚卓;张倩;刘洪来;胡英【期刊名称】《华东理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2004(030)004【摘要】研究了偶联正离子表面活性剂12-3-12,2Br-和传统负离子表面活性剂SDS复配体系的液相性质,考察了两表面活性剂的混合比对复配体系的表观现象、流变性、电导性等物理化学性质的影响.结果表明该体系同传统的正、负离子表面活性剂复配体系相似,在一定的混合比范围内出现了液晶区和双水相区.偶联表面活性剂的特殊结构及其与传统表面活性剂的协同作用决定了此体系中液晶相、双水相的独特性质.此外,溶液混合比的变化对溶液的流变性及导电能力的影响很大.冷冻蚀刻技术,负染色技术以及透射电子显微技术对溶液内部胶束微观结构的研究表明,溶液的混合比影响着胶束的形态从而影响了溶液的粘度及电导率.【总页数】6页(P419-424)【作者】尚亚卓;张倩;刘洪来;胡英【作者单位】华东理工大学化学系,国家重点化学工程联合实验室,上海,200237;华东理工大学化学系,国家重点化学工程联合实验室,上海,200237;华东理工大学化学系,国家重点化学工程联合实验室,上海,200237;华东理工大学化学系,国家重点化学工程联合实验室,上海,200237【正文语种】中文【中图分类】O242.1【相关文献】1.正负离子表面活性剂与非离子表面活性剂混合水溶液的相互作用 [J], 丁慧君2.碳氟表面活性剂与碳氢表面活性剂混合水溶液的表面吸附与胶团形成(Ⅳ)——非离子-非离子体系 [J], 丁慧君3.混合表面活性剂水溶液的浊点性质 [J], 滕弘霓;孙美娟;王利4.表面活性剂混合体系相互作用机理研究——两元表面活性剂混合体系的物化性质与其相作用参数的关系 [J], 潘恒国5.偶联表面活性剂与传统表面活性剂混合溶液的双水相 [J], 尚亚卓;陈启斌;韦园红;刘洪来;胡英因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第9卷　第1期2003年2月电化学EL ECT RO CHEM I ST RYVo l.9　No.1Feb.2003文章编号:1006-3471(2003)01-0081-06聚乙二醇类表面活性剂对硅表面无电沉积A g膜光滑作用研究佟　浩,乔志清,景粉宁,李梦柯,王春明*(兰州大学化学化工学院,甘肃兰州730000)摘要:　应用原子力显微镜技术及开路电位～时间谱技术,研究了非离子表面活性剂聚乙二醇2000,6000,20000对硅(100)表面无电沉积银膜的光滑作用.实验表明硅(100)表面无电沉积银的光滑程度以及镀层的质量均随聚乙二醇聚合度的增加而变好.关键词:　无电沉积银;硅(100);聚乙二醇;开路电位～时间谱技术;原子力显微镜中图分类号:　O647.2 文献标识码:　A无电沉积(electroless depo sition)技术是在单晶硅片表面构建亚微米级金属薄膜[1]的主要方法.无电沉积只要将预表面处理的硅片浸入无电沉积溶液或将溶液喷淋于硅片上,便能形成金属膜.操作简便,成本较低.当在硅片上制备能用于制造大规模或超大规模集成电路板的金属膜时,由于金属膜的厚度要求控制在亚微米级(一般为0.15～0.25 m)以内,为此必须配制合适的无电镀浴以防镀膜出现针孔和窝洞.一般的处理是在镀液配方中使用添加剂以期达到镀层光滑、平整无孔.通常所采用的光滑剂(添加剂)大多是各类表面活性剂[2,3],但大多文献对此都严格保密[4～6],且就表面活性剂所起的光滑作用亦缺乏系统性研究.本文应用原子力显微镜和开路电位～时间谱技术研究了非离子表面活性剂聚乙二醇2000,6000,20000对硅(100)表面无电沉积银的光滑作用.实验表明硅(100)表面无电沉积的光滑程度及其镀层质量均随聚乙二醇聚合度的增加而变好.1　实验部分1.1　仪器CHI-660电化学工作站(美国),电解池由聚四氟乙烯材料加工而成,体积40mL,工作电极为自制硅片(100),镶嵌于电解池底部小圆孔中,电极面用固定硅片的O型橡胶圈定型为圆盘状,面积0.07069cm2.参比电极为双盐桥饱和甘汞电极(外盐桥内充饱和KNO3溶液),Pt 丝为辅助电极.P47-SPM-MDT型原子力显微镜(俄罗斯).收稿日期:2002-04-19,修订日期:2002-07-01*通讯联系人,T el:(86-931)8911895(H)国家自然科学基金(20073017)资助1.2　试剂0.1000mol /L AgNO 3保存液:称取4.2470g AgNO 3(上海试剂厂),经水溶解后转到250ml 棕色容量瓶中定容;2.0m ol/L N H 4OH 溶液:将35.8m l 浓NH 4OH(61%,上海试剂厂)溶液用水稀释到250ml 容量瓶中用水定容.HCl(36%,上海试剂厂);H 2O 2(31%,上海试剂厂);NH 4F (40%,上海试剂厂);HF (40%,上海试剂厂).所有试剂均为分析纯.水为去离子水再蒸馏后使用.高纯N 2除氧.硅片(p-型,取向100,厚度为650±25 m,电阻率15～25 cm ,北京有研硅谷半导体材料公司).1.3　硅片的表面处理将硅片切成1cm ×1cm 大小,在超声波清洗器中清洗10m in,然后置于80℃,组成V (H 2O 2)∶V (NH 4OH)∶V (H 2O)=20∶20∶100的溶液中浸泡5min,取出水洗后再放入80℃,组成V (H 2O 2)∶V (HCl )∶V (H 2O )=20∶20∶120的溶液中浸泡5m in ,再水洗以除去表面污染物.最后在室温下于体积比为V (HF ,40%)∶V (NH 4F ,40%)=20∶200的溶液中浸泡2min 以除去表面硅氧化物(刻蚀).水洗后立即放入真空干燥器中备用.实验之前先将经处理后的硅片于室温下放在1.127×10-3m ol/L PdCl 2+0.45mol/L HF +8.7mol /L 醋酸(HAC )+0.036m ol /L HCl 的溶液中2min 以获得Pd 活化的表面.1.4　化学镀银实验步骤将上述经Pd 活化后的硅片浸入到组成为:0.0016mo l/L AgNO 3+2.24m ol/L NH 3+0.56m ol/L HAC+0.1mol/L NH 2NH 2(pH 10～10.5)的化学镀液中,经无电沉积20s 后,立即取出用超纯水清洗.1.5　开路电位～时间谱测量将表面处理后的硅片,用橡胶密封圈镶嵌于电解池底部小圆孔中,接好三电极系统,经滴水润湿确信无气泡后,置于经N 2气除氧后的待测定溶液中立即进行开路电位～时间谱测量.1.6　AFM 镜像分析用滤纸吸干无电沉积银后的硅片水分,立即进行AFM 镜像分析.2　结果与讨论2.1　聚乙二醇2000,6000,20000存在下无电沉积银硅片的AFM 镜像分析图1分别示出不使用和使用聚乙二醇时无电沉积银硅片的AFM 镜像,其中各分图并排的左方为2维平面图,右方为3维立体图.如图可见,无表面活性剂存在时(图1a),AFM 图所显示的Ag 沉积层极不均匀,且颗粒很大;加入聚乙二醇后,Ag 沉积层均匀性变好,且随着所加入的聚乙二醇分子量之增加,其致密性、均匀性均逐步向更好的方向变化.由图可见,当镀液中有聚乙二醇2000(图1b)存在时,硅片表面沉积银的颗粒较大,相应地其AFM 镜像三维立体图于50nm 纵坐标上所显示的银簇高低差也较大.但如镀液中加入的是聚乙二醇20000(图1d ),则硅片表面的银颗粒以及其AFM 镜像三维立体图于40nm 纵坐标上所显示的银簇高低差均同时较小,且更加均匀.由图1各分图所计算的表面粗糙度依次为a :8.5,b :6.6,c :5.2,・82・电　化　学2003年图1　硅表面的A FM 镜像(图中左方为2维图,右方为3维图)硅片经刻蚀并进行过P d 活化处理,在0.0016mo l /L Ag N O 3+2.24mo l /L N H 3+0.56mol /L HA C +0.1mo l /L N H 2N H 2(pH 10～10.5)溶液中无电沉积银20sF ig.1　AF M surface images o f Ag film on P d-act iva ted Si wafer (t he figur e on the left is 2D and on theright is 3D)　T he co mpo sitio n o f electr oless A g bath is 0.0016mo l/L A g N O 3+ 2.24mo l/LNH 3+0.56mo l /L acet ic acid +0.1mo l /L N H 2N H 2(pH 10～10.5).Depo sitio n t ime :20sa)w itho ut sur factant in ba th;b)t he bath +0.05g /L po ly ethylene g ly col 2000;c)the bath +0.05g/L po ly ethylene glycol 6000;d)t he bath +0.05g /L polyethy lene g ly col 20000・83・第1期 佟　浩等:聚乙二醇类表面活性剂对硅表面无电沉积A g 膜光滑作用研究　图2　Pd 活化硅片的开路电位～时间曲线　0～120s 的溶液组成是:0.0016mol/L A g N O 3+ 2.24mol /L N H 3+0.56mol /L HA C ;120s 时加入NH 2N H 2,浓度为0.1mol/L (pH 10～10.5);硅片依次经化学刻蚀和Pd 活化　F ig.2　O pen circuit po tential-time curv es of t he silicon w afer activated in P dCl 2Solutio n.Co mposition o f the solut ion in 0～120s is 0.0016mo l /L A g -N O 3+ 2.24mol/L N H 3+0.56mol/L aceticacid.T he N H 2N H 2was added to the so lutionw hich concent ration is +0.1mol/L at 120s.T he silicon w afer w as etched and act iva ted inP dCl 2solutio n befo re this ex periment d :4.9.呈现了一定的规律性,即随着聚乙二醇聚合度从2000增加到20000,无电沉积银的颗粒依次变小,致密性加强,表面平滑性变好.按文献[7],对聚乙二醇类非离子表面活性剂,一般每增加两个碳原子,临界胶团浓度(cmc)下降约为原来的1/10.据此则在上述3种不同分子量的聚乙二醇当中,聚乙二醇20000具有最小的cm c值.cmc 越小,该表面活性剂于溶胶中形成胶团所需的浓度越小,从而其改变界面性质作用所需的浓度也越小,表面活性越高.这与图1所得到的结果完全一致.聚乙二醇类非离子表面活性剂在本研究中所起的作用应当是降低镀件表面吸附溶剂的表面张力,增加了镀件表面无电沉积银的有效面积.2.2　硅片/溶液界面态的开路电位 ～时间曲线 图2为经Pd 活化的硅片在不添加任何表面活性剂的无电沉积溶液中的开路电位(E )～时间(t )曲线.图2示出,当溶液中未加还原剂肼时,即图上0～120s区间内E ～t 曲线未见有明显下降.至120s 加入还原剂肼后,则开路电位(E )急剧下降,这显然是由于肼对银离子的还原作用使电极表面[A g (NH 3)2]+突然减少,由此导致界面电势的降低,反应的主要生成物是单质Ag,副产物是N 2和NH 3.值得一提的是,实验所用硅片虽经PdCl 2溶液的活化处理,但起始电位依然是在负电位区.这说明活化Pd 层并没有完全占据硅的表面.这一点将在图3中得到进一步证实.图3为无电沉积银溶液中分别添加聚乙二醇2000,6000,20000后硅电极的开路电位～时间曲线,图中反映了明显而规律的差别.按图3,3条曲线起点(0s )的开路电位(E )均为负值,且比图2相应的起点电位更负.原因是由于肼的存在,[Ag (NH 3)2]+和肼在本体溶液中发生自相反应(镀液本体存在微量的氧化还原反应),致使在图3的实验条件下,电极上[Ag (NH 3)2]+的表面浓度要比图2的小些.对晶向为100的硅片,经在含有HF +NH 4F 溶液中进行表面化学刻蚀并预镀晶籽元素钯后,硅表面除了覆盖钯层外,还会由于该硅片在制备过程中产生的金属离子掺杂以及难以避免的晶格缺陷,致使部分表面硅原子具有相当于共价键断裂时形成的单电子悬挂键[8,9].Si(100)表面具・84・电　化　学2003年　图3　在0.0016m ol/L A gN O 3+2.24mol/L N H 3+0.56mo l /L HA C +0.1mol /L N H 2N H 2+0.05g /L 聚乙二醇(pH 10～10.5)无电沉积银溶液中的开路电位～时间曲线(硅片依次经化学刻蚀和Pd 活化)1)聚乙二醇2000;2)聚乙二醇6000;3)聚乙二醇20000　Fig .3　O pen circuit potential -time cur v es Ethed a nd Pd -a ct ivat ed Si in the elect ro less A g so lutiono f 0.0016mol/L A gN O 3+ 2.24mo l/L N H 3+0.56mol /L acet ic acid +0.1mo l /LN H 2NH 2+0.05g/L polyet hy lene g ly col (pH10～10.5)cur ve:1)po ly ethylene glyco l 2000;2)poly et hylene glyco l 6000;3)po lyethy leneg ly co l 20000有负电荷性质,当其处于pH 10以上的碱性无电沉积银溶液中时,这样的表面在硅片/溶液界面最初构成的瞬间,界面电位总是表现为负值.随着硅片在溶液中浸泡时间的延长,具有负电荷性质的硅表面会由于吸引溶液中的正离子(如[Ag (NH 3)2]+),而使电位向正电位区发展.图3中曲线1,3于在初始阶段其相应电位值都有不同程度的上升正好说明了这一点.但在银的无电沉积发生后.表面的[Ag (NH 3)2]+浓度因其还原生成Ag 而减小,开路电位随之负向增加,此时E ～t 曲线出现单调下降的趋势.总之在任一时刻,硅电极对[Ag (NH 3)2]+的吸附积累与[Ag (NH 3)2]+浓度因沉积反应而减小存在竞争.而不同的表面活性剂,其降低表面张力的效果不一样,这直接影响到硅电极对[Ag (NH 3)2]+吸附的有效面积.从上述分析看,PEG 20000具有最好的表面活性作用.与AFM 分析结果非常一致.Investig ations of Smooth Function of Polyethy leneGlyco l Surfactants on t he Electrolessly Deposited Silver FilmT ong Hao ,Q iao Zhi -qing ,Jing Fen -ning ,Li M eng -ke ,Wang Chun -ming*(College of Chemistry and Chemical Engineer ing ,L anz hou University ,L anz hou 730000,China )Abstract :Som e non -ionic surfactants of Polyethylene Gly co l 2000,6000and 20000w ere used to estimate the smo oth affection on the electrolessly depo sited silver film.T he adso rp-・85・第1期 佟　浩等:聚乙二醇类表面活性剂对硅表面无电沉积A g 膜光滑作用研究tio n state of the surfactants about Si /solution inter face w as investigated by using open circuit po tential-time technolog y (Op-t).As comparativ e exper im ents,the atomic force microscopy (AFM )w as also per for med to study the sur face smo oth effection of the sur factants.It w as fo und that w ith the increasing o f the car bon chain in the sur factants ,the sm ooth effection is getting gr eat .PEG 20000show ed the best smoo th functio n .Key words :Electrolessly depo sited silver film ,Silicon w afer ,Po lyethylene Glycol ,Open circuit potential-time techno logy ,Ato mic for ce m icroscopy ,Silicon(100)References :[1]　K ho peria T N ,T abat adze T J,Zedg enidze T I.F or mation of micro cir cuits by elect ro less deposit ion[J].Electr o chimica A ct a,1997,42(20～22):3049.[2]　Jiang X iao xia ,Shen Wei .T he F undamental and A pplication o f Electr oless Plating [M ].Beijing :N ation-al D efence o f Industry Publishing Company ,2000.[3]　I nher g 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第28卷第3期2009年6月电子显微学报JournalofChineseElectronMicroscopySocietyVol28No3200906文章编号:10006281200903024006开放体系下云母表面纳米气泡的制备与观察吴志华123张晓东3王春梅3孙洁林3胡钧34南昌大学1食品科学与技术国家重点实验室2中德联合研究院江西南昌3300473上海交通大学生命科学与技术学院上海2002404中国科学院上海应用物理研究所上海201800摘要:固液界面纳米气泡的存在已经得到证实并成为界面科学研究的一个焦点。

在原子力显微镜液体池内制备纳米气泡的基础上本研究建立了在开放体系中进行醇水替换制备纳米气泡的方法。

原子力显微镜观察显示开放体系中进行醇水替换也可以在水云母界面上稳定地生成纳米气泡。

将不同环境下制备的纳米气泡进行比较统计结果显示在开放体系下制备的纳米气泡密度较低形态也较小。

不同环境下醇水替换产生的纳米气泡数量和形态的差异为纳米气泡形成的机制提供了新的佐证。

开放体系下纳米气泡制备方法的建立拓展了纳米气泡的制备条件揭示了纳米气泡存在的普遍性同时也为纳米气泡性质研究提供了新的途径。

关键词:纳米气泡原子力显微镜开放体系云母醇水替换中图分类号:O3574P578959TG1152157TN16文献标识码:A收稿日期:20081024基金项目:国家自然科学基金资助项目No.20403010.Foundationitem:NationalNaturalScienceFoundationofChinaNo.20403010.作者简介:吴志华1976-男汉族江西人博士副教授.Email:.由于固液界面的广泛存在及其在生物学和胶体系统中的重要意义固液界面的研究特别受到关注1。

尽管在经典热力学理论中纳米尺度的气泡是无法稳定存在的2但是诸多实验研究显示纳米气泡可能在固液界面稳定存在35。

最近几年人们发现越来越多的证据支持纳米气泡的存在614原子力显微镜atomicforcemicroscopeAFM也直接观察到了纳米气泡在固液界面的稳定存在1518。