阿迈
第1楼2011/03/27
这是2011年2月18日《科学》( Science )杂志的封面,所用图片是2010年“科学与工程视觉挑战”大赛摄影类的第一名作品“汹涌的海面”(Rough Waters)。有着可爱姓氏的纳米材料科学家Seth B. Darling(来自阿尔贡国家实验室,Argonne National Laboratory)和来自芝加哥大学的Steven J. Sibener合作完成了这幅显微照片。照片中那些深深浅浅的蓝色是虚拟的,但汹涌起伏的“波浪”是原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM,一种可用来研究固体材料表面结构的分析仪器)真实拍摄的结果。这张图片来自于黄金表面的自组装单分子膜研究。分子自组装技术是近些年表面科学的研究热点之一,即在一定条件下使分子自发形成稳定且性质可控聚合体的一种技术。依靠这种方法,科学家可以通过调控材料的表面结构来得到相应的特性(比如自清洁材料、金属防护应用等)。自组装单分子膜(self-assembled monolayers,SAMs)具有单分子层性质和灵活的可设计性,从而可以方便科学家设计材料表面结构、反映表面结构和性质的关系以及观测性质
阿迈
第2楼2011/03/27
简单来说,自组装单分子膜是将基体浸入表面活性溶液中,通过化学键自发吸附在基体上形成的有序单分子层。如上图所示,SAMs从结构上可分为三部分,一是分子的头基,它与基材表面上的反应点以共价键或离子键结合;二是分子的烷基链,链与链之间靠范德华力作用使活性分子在固体表面有序且紧密排列;三是分子末端基团,引入不同的末端基团如甲烷基(-CH3)、羧基(-COOH)等,可以获得不同物理化学性能的界面(这三个部分可以分别控制或加以组合从而达到不同的应用目的)。Science封面图中水波荡漾的涟漪效果源于两种带有不同末端基团的分子。这两种分子的头基为硫,而末端基团分别是碳氢以及碳氟。不同的尾基结构使这两种分子产生了大约0.2纳米的高度差,于是就出现了前面你所看到的那些波纹。
2010年“科学与工程视觉挑战”大赛摄影类其他获奖作品
这是一张西红柿种子上毛发的显微特写图片