
【化】 insoluble monolayer
nay; no; non-; nope; not; without
【医】 a-; non-; un-
dissolve
【计】 monolayer
【化】 single-deck
不溶性单层(Insoluble Monolayer)是表面化学和胶体科学领域的重要概念,特指在液体表面(通常为水)形成的单分子厚度的有序排列结构。该术语在汉英词典中对应"insoluble monolayer",强调材料无法溶解于基底液体但能自发形成稳定分子层的特点。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的定义,这类单层由两亲性分子构成,其极性头部基团与水相互作用,非极性尾部则朝向空气定向排列。典型实例包括硬脂酸在气-水界面形成的致密分子阵列。剑桥大学表面科学实验室的研究表明,这类结构的表面压力-面积等温曲线可揭示分子间作用力和相变行为。
该技术在生物膜模拟、纳米材料制备等领域有重要应用。如哈佛大学材料科学系研究证实,通过Langmuir-Blodgett技术可将不溶性单层精确转移到固体基底,用于制造分子电子器件。世界卫生组织在药物递送系统指南中特别指出,这类单层结构可控制药物分子的定向释放。
不溶性单层(Insoluble Monolayer)是指在液体表面(通常是水)形成的一种单分子层,其组成分子因特殊的结构或相互作用力而难以溶解于该液体中。这类单层常见于表面化学、材料科学和生物物理领域,具有以下核心特征和意义:
单分子厚度
仅由一层分子构成,分子排列紧密,厚度通常为纳米级(约1-3 nm)。
不溶性
分子间的相互作用力(如疏水作用、范德华力或氢键)强于分子与溶剂的亲和力,因此无法分散到溶剂内部,只能在界面稳定存在。
分子类型
多为两亲性分子(如脂肪酸、磷脂、高分子聚合物),一端为亲水基团(如羧酸基),另一端为疏水长链。
形成方式
通过Langmuir-Blodgett技术在气液界面铺展形成。例如,将脂肪酸滴在水面,疏水链朝上,亲水基团与水结合,形成定向排列的单层。
表面压与相变
压缩单层时,分子排列从“气态”逐渐变为“液态扩展态”“液态凝聚态”,最终形成刚性固态膜,伴随表面压显著升高。
稳定性
不溶性单层在特定温度和压力下可长期稳定存在,适用于制备超薄功能材料。
材料科学
用于制备纳米涂层、传感器或电子器件的绝缘层。
生物膜模拟
研究细胞膜磷脂单层的物理化学行为。
表面改性
通过单层吸附改变材料表面的润湿性、抗腐蚀性或生物相容性。
不溶性单层的研究为纳米技术和界面科学提供了重要基础,其可控的分子排列特性在微电子、生物医学等领域具有广阔应用潜力。
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