Low temperature self-assembly of organic monolayers
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2008-02-26T10:16:08Z
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Monolagen von Alkan Molekülen besitzen bei Raumtemperatur Phasen, die durch eine Rotation der Alkanketten um ihre Längsachse charakterisiert sind. Als eine Folge
dieser Rotation sind die entsprechenden Phasen eher schwach geordnet als kristallin. Um eine kristalline Ordung der Moleküle zu erreichen, muss die Energie des Systems verringert werden. Neue flüssige Subphasen erweitern den verfügbaren Temperaturbereich
zu Temperaturen tiefer als der Gefrierpunkt von Wasser. Monolagen von gewöhnlichen
Tensiden wie Fettsäuren wurden bei konstantem Spreitvolumen/konstantem Oberflächendruck
prepariert, um anschliessend das Phasenverhalten beim Abkühlen zu studieren.
Erste Einsichten bezüglich der Stabilität der Filme und die Entwicklung ihrer Struktur
während des Abkühlens wurden durch Langmuir Isothermen und diffuser Streuung unter
streifendem Einfall (GIXOS) erreicht. Die kristalline Organisation in der Ebene der Monolagen wurde mit Röntgendiffraktion unter streifendem Einfall (GIXD) untersucht. Die
Moleküle nehmen durch einen entropie- gesteuerten Selbstorganisationsprozess kristalline Phasen an, in denen die Packungsdichte die von dreidimensionalen Einkristallen erreicht.
Die Entwicklung der Strukturparameter verläuft ähnlich zu denen von Volumensystemen
von Paraffinen während des Rotator-Kristall Phasenübergangs. Das für die kristalline
Phase charakteristische „Fischgrätenmuster“ der Alkanketten konnte für die Fettsäueremonolage
anhand von Strukturfaktorrechnungen nachgewiesen werden. Mittels Röntgen
Korrelations Spektroskopie (XPCS) wurde die Oberflächendynamik der Systeme mit dem
Auftreten einer kristallinen Phase in Relation gesetzt. Es stellte sich heraus, dass der Phasenübergang von einem Wechsel der Dynamik von propagierenden zu überdämpften
Kapillarwellen begleitet wird.
Description
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Keywords
Monolagen, Fettsäuren, Phospholipide, Röntgendiffraktion, Phasenübergang, Röntgenkorrelationsspektroskopie