1

Tytuł

Ciekłokrystaliczne Monowarstwy Langmuira

tytuł

Organizacja molekularna w

warstwach Langmuira i Langmuira-

Blodgett mieszanin

ciekłokrystalicznych

wykład 6

Tomasz Martyński

WFT PP 2007

2

Plan

1.

Wstęp:

1. przedmiot badań
2. metodyka badań

2.

Jednoskładnikowe warstwy Langmuira z
oktylocyjanobifenylu (8CB) i pentylocyjanoterfenylu
(5CT)

3.

Dwuskładnikowe warstwy Langmuira:

1. bifenyl (BP) i terfenyl (TP) z oktylocyjanobifenylem

i pentylocyjanoterfenylem

2. oktylocyjanobifenylu z pentylocyjanoterfenylem
3. mieszaniny innych ciekłych kryształów
4. mieszaniny barwników azowych z 8CB lub 5CT

Ciekłokrystaliczne Monowarstwy Langmuira

3

4

5

6

7

Mieszalnoś

ć

Mieszalność

8

Film making

9

IZOTERMAr

a

Powierzcnia / molekułę [nm

2

]

„c i a ło s t ał e”

„c i e c z”

„gaz”

C

iś

n

ie

n

ie

p

o

w

ie

rz

ch

n

io

w

e

[m

N

/m

]

10

LB

X

Z

Y

11

KSV

12

Wilhelmi

 
 
 
 

h

l

w

F

t







gtwh

w

t

glwt

F

l

P

















cos

2

13

BAM

MONITO
R

KAMER

ACCD

LASE
R

WODA

Z
1

Z2

Z3

POLARYZATOR

ANALIZATOR

14

SPM

ΔV = ρμ



/ε

0

,

gdzie ρ – gestość powierzchniowa dipoli, μ

=

μ

cos θ - składowa normalna momentu
dipolowego, ε

0

- przenikalność elektryczna

próżni

SP

ADC

woda

PC

15

Ocena izo

gdzie:
A

12

– powierzchnia zajmowana przez

warstwę dwuskładnikową, A

1

, A

2

–

powierzchnie zajmowane przez czyste
składniki, N

1

, N

2

– ułamek molowy

związku w warstwie



A



2

2

1

1

12

N

A

N

A

A







E

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

A

C



C

A / nm

2



/

m

N

/m

16

Materialy-

1

CIEKŁE KRYSZTAŁY

C N

C

8

H

17

C

5

H

11

C N

C N

C

8

H

17

C

8

H

17

N C S

N C S

C

8

H

17

Ciekły
kryształ

Masa

molow

a

Wzór strukturalny

Temperatury przejść fazowych /°C

8CB

291

 

Kr

21,0

SmA

33,5

N

40,6

I

 

5CT

325

Kr

131,6

N

240,0

I

8PCH

287

Kr

37,3

N

56,4

I

8BT

323

Kr

30,4

KrE

69,4

I

8CHBT

323

Kr

28,0

N

48,0

I

ZWIĄZKI NIEMEZOGENNE

BP

154

------

TP

230

------

17

5CT i 8CB

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

8CB

5CT

A /nm

2



/m

N

/m

IZOTERMY WARSTW LANGMUIRA 8CB i 5CT

18

ABS wzory

,

,



















2

2

2

2

sin

cos

1

tan

2

tan

2

)

(









LD

 

 

 























2

0

2

2

2

2

2

2

2

0

tan

sin

cos

1

tan

2

tan

sin

cos

1

tan

2















 















 















LD

LD

LD

0

0









LD

if

0

0









LD

if

S

P

S

P

A

A

A

A

LD







α

hν

Ep

Es

19

Fluorometr

M

WY

SPM9

M

WE

SPM
9

A

P

LAMPA

HBO

SILNIK

KROKO

WY

FOTOPOWIELAC

Z

S-20

REGULATOR

TEMPERATURY

KP

KOMPUTE
R

20

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

MF 5CT

0.0

0.2

0.4

0.5

0.6

0.8

1.0



/

m

N

/m

A /nm

2

5CT/8CB

MIESZNINY 5CT Z 8CB

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

-0,04

-0,02

0,00

0,02

0,04

A

E

/

nm

2

MF

21

BAM 5CT i 8CB

5CT

OBRAZY BAM 8CB I 5CT

8CB

22

BAM 8BT/8CB I 5CT

OBRAZY BAM MIESZANINY 8BT/8CB (MF=0,2)

0,0 mN/m

1,5 mN/m

23

B1/8CB BAM-1

TEKSTURY W TRAKCIE SPRĘŻANIA WARSTWY L MIESZANINY B1/8CB

24

B1/8CB BAM-

2

TEKSTURY W TRAKCIE ROZPRĘŻANIA WARSTWY L MIESZANINY B1/8CB

25

B1/8CB SPM

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

5

10

15

20



 /

m

N

/m

A /nm

2

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

III

II

I



V



V

/V

0

5

10

15

20



 /

m

N

/m

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

P

2

P

1



V



V

/V

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

III

II

I

A /nm

2

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

5

10

15

20

P

1



 /

m

N

/m

A /nm

2

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

P

2

III

II

I



V



V

/V

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0

5

10

15

20

III

I

II



 /

m

N

/m

A /nm

2

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6



V



V

/V

POTENCJAŁY POWIERZCHNIOWE MIESZANIN B1/8CB

26

SPM-oblicz

MF

V’/mV

N

up

/N

down

0.1

0.3

0.5

560

440

330

0.11

0.30

0.48

0

r

V

A

m
e e

^

D =

(

)

up

mono

L

L

mono

mono

V

V

N

N

V

D

- D

=

D

'

up

V

V

V

D

=D - D

(

)

'

up

down

up

up

N

N

V

N

V

+

D

=

D

STOSUNEK LICZBY DIPOLI USTAWIONYC ANTYRÓWNOLEGLE

27

Model

Azo/8C

B

28

450

500

550

600

650

700

750

Widma absorpcji mieszaniny B1/8CB

MF 0,1

1 - B1 w EtOH
2 - 4,5 mN/m
3 - 6,0 mN/m
4 - 7,2 mN/m

1

3

2

2

A

b

so

rp

cj

a



j.

u

.





nm

ABS B1/8CB

29

ABS R1-

R3-pol

300

400

500

600

700

0,00

0,01

0,02

0,03

R1/8CB
dla MF 0,5

A

s

A

p

A

p

A

s



/nm

A

B

S

300

400

500

600

700

0,00

0,01

0,02

0,03

R1/5CT
dla MF 0,5

A

s

A

p

A

s

A

p

A

B

S

 /nm

SPOLARYZOWANE WIDMA ABSORPCJI

R1 W WARSTWACH L-B Z 8CB i 5CT