工作原理

位于氣-液或液-液界面處不可溶的功能性分子、納米顆粒、納米線或微粒所形成的單分子層可定義為L(zhǎng)angmuir膜。這些分子能夠在界面處自由移動(dòng)，具有較強(qiáng)的流動(dòng)性，易于控制其堆積密度，研究單分子層的行為。將材料沉積在淺池（稱(chēng)頂槽）中的水亞相上，可以得到Langmuir膜。在滑障的作用下，單分子層可以被壓縮。表面壓力即堆積密度可以通過(guò)Langmuir膜分析儀的壓力傳感器進(jìn)行控制。

在進(jìn)行典型的等溫壓縮測(cè)試時(shí)，單分子層先從二維的氣相(G)轉(zhuǎn)變到液相(L)最后形成有序的固相(S)。在氣相中，分子間的相互作用力比較弱；當(dāng)表面積減小，分子間的堆積更為緊密，并開(kāi)始發(fā)生相互作用；在固相時(shí)，分子的堆積是有序的，導(dǎo)致表面壓迅速增大。當(dāng)表面壓達(dá)到最大值即塌縮點(diǎn)后，單分子層的堆積不再可控。

圖1單分子層膜狀態(tài)受表面壓力增加的影響

LB膜沉積過(guò)程是將樣品從單分子層中垂直拉出（圖2a），通過(guò)反復(fù)沉積技術(shù)可制備多層LB膜（圖2b），親水性及疏水性樣品均可在液相或氣相中沉積為單分子層。

圖2(a).LB沉積過(guò)程示意圖；(b).多層單分子膜的制備

交替型LB膜分析儀的鍍膜過(guò)程如圖3所示。當(dāng)使用兩個(gè)單分子層壓縮沉積池和一個(gè)空白沉積池時(shí)，可實(shí)現(xiàn)交替鍍膜，浸漬過(guò)程可在3個(gè)沉積池中選擇任意路徑多次循環(huán)（圖3a）；在共同的亞相（淺藍(lán)色）上方，有兩種不同的單分子層（紫色和深藍(lán)色）（圖3b）；上臂將樣品向下通過(guò)單分子膜，由下臂接住樣品。沉積循環(huán)也可從亞相開(kāi)始，進(jìn)行第一層鍍膜（圖3c）；下臂可根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)到另一單分子層的沉積池或空白沉積池中，改變沉積池（圖3d）；下臂提起樣品，傳遞給上臂（樣品從任意一側(cè)通過(guò)兩個(gè)單分子層中任意一個(gè)），進(jìn)行第二層鍍膜（圖3e）。

圖3(a).交替沉積池構(gòu)造示意；(b).樣品在在夾具上；(c).第一層鍍膜；(d).改變沉積池；(e).第二層鍍膜