Образование наночастиц сульфида кадмия в условиях монослоя Ленгмюра на границе раздела фаз воздух-вода

Наночастицы сульфидов металлов могут быть получены в результате одностадийной химической реакции на границе раздела следующих фаз:

1. Монослой Ленгмюра, состоящий из длинных цепей жирных кислот
2. Ионы металлов
3. Сероводородный газ

Одностадийный синтез может быть значительно упрощен за счет оптимального подбора амфифильных веществ, формирующих монослой. Например, монослой Ленгмюра, состоящий из октодекановой кислоты, является устойчивым в деионизированной водной фазе, однако теряет эту устойчивость в случае появления ионов металлов.

Исследовательской группе из Института технологии и науки Бирлы в Пилани (Индия) удалось изготовить наночастицы CdS при помощи межфазного взаимодействия сероорганических компонентов, октодекановой кислоты и водного раствора с ионами кадмия. Пленки наночастиц были нанесены на гидрофильную кварцевую подложку при помощи ванны Ленгмюра-Блоджетт LBXD-EMT от компании APEX (Индия).

Далее при различных значениях поверхностного натяжения и концентраций ионов Cd²⁺, были сняты оптические спектры пленок Ленгмюра-Блоджетт, содержащих частицы CdS. В спектрах наблюдались пики, соответствующие частицам CdS. При помощи метода рентгеновской дифракции (РФА) было показано, что наночастицы CdS имеют четкую кубическую структуру. Средний размер частиц CdS был измерен при помощи методов сканирующей электронной микроскопии и находился в диапазоне 22-25 нм. Помимо этого наночастицы CdS были включены в монослой матрицы жидкого кристалла 4-н-октил-цианобифенола, а затем полученная пленка была помещена на твердую подложку при помощи ванны Лэнгмюра-Блоджетт.

Такие ЛБ-пленки используются в качестве выравнивабщего слоя в процессе изготовления жидкокристаллических ячеек, ввиду чего, они были проанализированы методом поляризационной оптической микроскопии. Присутствие наночастиц CdS в матрице монослоя снижает связь между молекулами жидкого кристалла и поверхностью и тем самым усиливает их выравнивание.

Подробные характеристики ванн Ленгмюра-Блоджетт