
【化】 insoluble monolayer
nay; no; non-; nope; not; without
【醫】 a-; non-; un-
dissolve
【計】 monolayer
【化】 single-deck
不溶性單層(Insoluble Monolayer)是表面化學和膠體科學領域的重要概念,特指在液體表面(通常為水)形成的單分子厚度的有序排列結構。該術語在漢英詞典中對應"insoluble monolayer",強調材料無法溶解于基底液體但能自發形成穩定分子層的特點。
根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的定義,這類單層由兩親性分子構成,其極性頭部基團與水相互作用,非極性尾部則朝向空氣定向排列。典型實例包括硬脂酸在氣-水界面形成的緻密分子陣列。劍橋大學表面科學實驗室的研究表明,這類結構的表面壓力-面積等溫曲線可揭示分子間作用力和相變行為。
該技術在生物膜模拟、納米材料制備等領域有重要應用。如哈佛大學材料科學系研究證實,通過Langmuir-Blodgett技術可将不溶性單層精确轉移到固體基底,用于制造分子電子器件。世界衛生組織在藥物遞送系統指南中特别指出,這類單層結構可控制藥物分子的定向釋放。
不溶性單層(Insoluble Monolayer)是指在液體表面(通常是水)形成的一種單分子層,其組成分子因特殊的結構或相互作用力而難以溶解于該液體中。這類單層常見于表面化學、材料科學和生物物理領域,具有以下核心特征和意義:
單分子厚度
僅由一層分子構成,分子排列緊密,厚度通常為納米級(約1-3 nm)。
不溶性
分子間的相互作用力(如疏水作用、範德華力或氫鍵)強于分子與溶劑的親和力,因此無法分散到溶劑内部,隻能在界面穩定存在。
分子類型
多為兩親性分子(如脂肪酸、磷脂、高分子聚合物),一端為親水基團(如羧酸基),另一端為疏水長鍊。
形成方式
通過Langmuir-Blodgett技術在氣液界面鋪展形成。例如,将脂肪酸滴在水面,疏水鍊朝上,親水基團與水結合,形成定向排列的單層。
表面壓與相變
壓縮單層時,分子排列從“氣态”逐漸變為“液态擴展态”“液态凝聚态”,最終形成剛性固态膜,伴隨表面壓顯著升高。
穩定性
不溶性單層在特定溫度和壓力下可長期穩定存在,適用于制備超薄功能材料。
材料科學
用于制備納米塗層、傳感器或電子器件的絕緣層。
生物膜模拟
研究細胞膜磷脂單層的物理化學行為。
表面改性
通過單層吸附改變材料表面的潤濕性、抗腐蝕性或生物相容性。
不溶性單層的研究為納米技術和界面科學提供了重要基礎,其可控的分子排列特性在微電子、生物醫學等領域具有廣闊應用潛力。
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