界面组装化学

本书全面总结了界面表征的技术和方法，并针对固-液、液-液、气-液三类界面的分子组装原理、基础及表征与应用进行了全面的分析。不仅对于从事超分子化学、界面组装化学的科研人员具有参考价值，而且也适合作为界面分析与表征技术的教材或参考书，供广大化学、材料等相关领域高年级本科生和研究生学习。

本书系统总结了相界面上各种物理化学作用，界面组装体的各种研究手段，界面分子组装的原理、结构、性能及应用，以及界面纳米组装化学。所涉组装体系主要包括气/液界面、固/液界面、液/液界面的分子组装以及纳米组装。图书内容基于作者在界面超分子组装的研究成果与经验，除了阐明基本的组装理念、基本理论和基础知识外，还立足于科学发展的前沿，结合国内外界面组装的新成果，方便读者深入了解界面分子组装的近期新进展。
本书可供表界面化学、超分子化学等领域的研究生和科技工作者参考。

第1章界面组装化学概要1
1.1导言：从分子化学到组装化学1
1.2界面的定义、分类与特征5
1.3界面的物理化学6
1.3.1表面张力6
1.3.2表面自由能9
1.4界面与分子组装10
1.5不同界面的组装化学13
1.5.1气/液界面的分子组
1.5.2固/液界面的分子组装15
1.5.3液/液界面的分子组装17
1.5.4各种界面组装技术的比较18
1.6结论与展望19
参考文献19
第2章界面组装体的表征方法21
2.1扫描隧道显微镜21
2.1.1工作原理22
2.1.2STM的基本结构23
2.1.3STM的优缺点24
2.1.4STM的应用24
2.2原子力显微镜35
2.2.1工作原理35
2.2.2原子力显微镜基本成像模式36
2.2.3力曲线的测量40
2.2.4AFM的应用43
2.3布儒斯特角显微镜49
2.3.1工作原理49
2.3.2应用示例50
2.4衰减全反射红外光谱法52
2.4.1ATR技术原理52
2.4.2ATR的应用特点53
2.5掠入射X射线技术55
2.6表面等离子共振56
2.7二次谐波与和频光谱58
2.7.1基本原理58
2.7.2应用60
2.8光电子能谱63
2.9椭圆偏振技术64
2.9.1工作原理64
2.9.2椭圆偏振技术的应用66
2.10石英晶体微天平66
2.10.1工作原理67
2.10.2QCM仪器的基本结构68
2.10.3QCM在界面化学研究中的应用68
2.11接触角70
2.12表面力仪74
2.12.1基本原理75
2.12.2表面力仪应用举例75
参考文献77
第3章气/液界面的分子组装——基于Langmuir-Blodgett技术的界面超分子组装79
3.1Langmuir-Blodgett界面组装技术的简明概述79
3.1.1Langmuir-Blodgett技术的本征特点79
3.1.2本章拟讨论内容的简明要点82
3.2LB界面组装技术的理论基础84
3.2.1LB界面组装的基础理论84
3.2.2LB界面组装的实践90
3.3LB界面组装领域的经典研究内容105
3.3.1染料类化合物的LB膜及功能化106
3.3.2基于LB技术的铁电功能膜材料130
3.3.3界面上的化学反应或分子间的相互作用137
3.3.4基于Langmuir膜和LB膜技术的仿生膜146
3.3.5LB界面组装领域的其他经典研究内容165
3.4LB界面组装领域的发展新动向166
3.4.1破裂的LB膜166
3.4.2LB界面组装体系的超分子手性167
参考文献175
第4章固/液界面的分子组装185
4.1固体表面性质185
4.1.1固体表面的特点185
4.1.2固体的表面张力和表面能185
4.1.3固体表面的电性质187
4.2固/液界面组装的基本原理——吸附和润湿187
4.2.1吸附187
4.2.2润湿190
4.2.3固/液界面的分子间相互作用192
4.3基于化学吸附的固/液界面的分子组装193
4.3.1自组装单分子膜193
4.3.2基于SAMs的多层膜208
4.4基于物理吸附的固/液界面分子组装体209
4.4.1层层组装多层膜——分子沉积法209
4.4.2两亲分子在固/液界面的聚集226
4.4.3极性小分子在固/液界面的选择性吸附——氢键巨簇现象239
4.4.4有机单层吸附膜241
4.4.5基于去润湿现象的分子组装243
4.5各种组装技术的比较244
4.6固/液界面组装体的功能245
4.6.1固体表面改性245
4.6.2在电子和光学器件方面的应用249
4.6.3在分离和催化方面的应用254
4.6.4在生物医药材料方面的应用255
4.6.5作为模板或纳米反应器261
4.7小结263
参考文献264
第5章液/液界面的分子组装267
5.1引言267
5.2液/液界面的基本特性268
5.2.1液/液界面张力268
5.2.2液/液界面张力的测定270
5.2.3液/液界面的形成过程270
5.2.4乳状液271
5.3液/液界面组装体的表征272
5.3.1基于非线性光学的光谱技术272
5.3.2拉曼光谱技术279
5.3.3全内反射荧光光谱282
5.3.4时间分辨准弹性激光散射284
5.3.5椭圆偏光286
5.3.6布儒斯特角显微镜288
5.3.7X射线和中子散射291
5.3.8原子力显微镜294
5.3.9电化学方法、双电层与电荷转移297
5.4液/液界面组装体的结构与功能化300
5.4.1表面活性剂在液/液界面的自组装300
5.4.2乳状液302
5.4.3液/液界面的金属离子与有机物复合物310
5.4.4纳米材料在液/液界面的合成与自组装313
5.4.5生物大分子在液/液界面的自组装325
5.5结论与展望333
参考文献333
第6章纳米材料在界面的有序组装338
6.1基于Langmuir的自组装方法339
6.1.1纳米材料表面修饰对其在气/液界面组装的影响340
6.1.2零维纳米颗粒346
6.1.3一维纳米材料组装351
6.1.4二维纳米材料354
6.1.5纳米材料结构对组装结构的影响357
6.1.6浸涂360
6.1.7非传统LB组装362
6.2蒸发诱导气/液界面组装365
6.2.1纳米颗粒365
6.2.2纳米棒组装367
6.2.3纳米线组装369
6.2.4二维材料组装370
6.3其他界面组装373
6.4自组装纳米材料阵列或膜的性质及应用375
6.4.1表面增强拉曼散射（SERS）和偏振375
6.4.2电导性质377
6.4.3透明导电电极379
6.4.4光电响应电子器件379
6.4.5智能窗口382
6.4.6智能加热器382
6.4.7光响应和湿度响应的电导382
6.4.8气体传感384
6.4.9催化性质384
6.5结论385
参考文献386
索引390