单分子膜制备仪制造技术

单分子膜制备仪，恒温水槽的外壁上设置有安装架，安装架上设置有界面张力检测仪和镀膜装置以及控制器，所述的恒温水槽设置在无尘箱内，恒温水槽的截面为圆形，安装架的顶部设置有电机，电机通过导线与控制器相连，电机的动力输出轴上设置有转轴，转轴的另一端部安装有动滑障并伸入到水槽内的转轴，转轴的中心线与恒温水槽的中心线重合，恒温水槽内壁上设置有静滑障，动滑障与静滑障的下表面位于同一平面，动滑障与静滑障的长度相同等于恒温水槽的内截面半径，恒温水槽的底部设置有伸出无尘箱外并设置有止液阀的排液管11，无尘箱的外侧设置有计算机，控制器通过导线与计算机相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于借助于测定单分子层材料的化学或物理结构性质的
，具体涉及到液气界面浓度可调控的单层膜制备系统。
技术介绍
自组装单层膜是指分子通过化学键相互作用，自发吸附在气/液或气/固界面上形成的热力学稳定和能量最低的单分子膜。自组装单分子膜的形成是基于长链有机分子的头基在基底上的化学键作用、成膜分子链之间的范德华力相互作用，以及分子链上特殊官能团之间的相互作用，由于这3种不同性质力的相互作用，推动了自组装过程，也促进了自组装分子在衬底表面上由无序到有序的重组，最终形成致密、稳定、有序的单分子层。第一个真正意义上的自组装单层膜是由以色列魏茨曼科学研究所材料与界面系的Sagiv在1980年报道的。他将洁净的玻璃基片浸入毫摩尔浓度的正十八烷基三氯硅烷的有机溶液中，并将基片迅速取出，得到OTS的单层膜。单分子层技术是分子水平上用来制备单层膜的有效手段，对研制新型电子器件及仿生元件等有广泛的应用。尤其是在材料生物领域，不对称的双层脂膜恰好给出一个细胞膜的物理结构模型，这就是人造仿生膜。生物膜是细胞进行生命活动的重要物质基础，与细胞的能量转换蛋白质合成物质运输信息传递细胞运动等都有密切关系。生物膜的许多生命活动机理尚未被人们掌握，较难理解它们的复杂行为，用人工仿生膜给出生物膜模型恰好能够用来体外模拟研究生物膜的一些功能与机理。制备单层膜过程一般是将具有亲水头和疏水尾的两亲分子分散在水面(亚相)上，沿水平方向对水面施加压力，使分子在水面上紧密排列，形成一层排列有序的不溶性单分子膜。现有制膜仪水槽呈矩形通过底部加热给水槽提供温度，该水槽深度小，在制膜过程中研究单层膜崩溃机理和崩溃现象时经常由于压力的存在导致单层膜溢出亚相界面，造成环境污染，导致制膜失败，且水槽受热不均匀，且现有制膜仪置于空气中制膜，亚相易蒸发，难形成分散均匀的薄膜，成膜的面积较小且膜的形状不规则，也无法控制成膜材料浓度，制膜成功率低，得出的单分子膜面积-表面压力曲线误差大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术的不足，提供一种操作简单、成膜材料浓度可调、成膜面积可控、加热均匀的液气界面浓度可调控的单层膜制备装置。解决上述技术问题所采用的技术方案是：恒温水槽的外壁上设置有安装架，安装架上设置有界面张力检测仪和镀膜装置以及控制器，界面张力检测仪和镀膜装置通过导线与控制器相连，所述的恒温水槽设置在无尘箱内，恒温水槽的截面为圆形，安装架的顶部设置有电机，电机通过导线与控制器相连，电机的动力输出轴上设置有转轴，转轴的另一端部安装有动滑障并伸入到水槽内的转轴，转轴的中心线与恒温水槽的中心线重合，恒温水槽内壁上设置有静滑障，动滑障与静滑障的下表面位于同一平面，动滑障与静滑障的长度相同等于恒温水槽的内截面半径，恒温水槽的底部设置有伸出无尘箱外并设置有止液阀的排液管，无尘箱的外侧设置有计算机1，控制器通过导线与计算机相连。进一步，本专利技术恒温水槽的侧壁为中空结构，恒温水槽的外层下端设置有进水口、上端设置有出水口，出水口通过管道与恒温水浴箱的进水口相连通，进水口通过管道与恒温水浴箱的出水口相连通。进一步，本专利技术的无尘箱为透明箱体。进一步，本专利技术的恒温水槽的材质为聚四氟乙烯。进一步，本专利技术的电机为步进电机。进一步，本专利技术位于恒温水槽正上方的无尘箱顶部加工有进液孔，无尘箱外设置有进样装置，进样装置的探头通过进液孔伸入到无尘箱内恒温水槽的上方。本专利技术的有益效果如下：本专利技术将恒温水槽放置在无尘箱内，降低了恒温水槽中亚相的蒸发速度，恒温水槽的截面为圆形，槽壁为中空结构内充满水，使亚相受热均匀，亚相液面位于恒温水槽动滑障下表面，不容易溢出，本专利技术既可以通过减小动滑障与静滑障之间的面积，达到调控分子紧密程度，又可以在一定面积内通过调节膜材料分子的浓度控制单层膜分子的紧密程度，本专利技术所制的单分子膜几何形状为标准的扇形，得出的单分子膜面积-表面压力曲线准确度高，本专利技术具有操作简单、成膜材料浓度可调、成膜面积可控的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术不限于下述的实施方式。在图1中，本实施例的单分子膜制备仪由计算机1、无尘箱2、界面张力检测仪3、镀膜装置4、电机5、安装架6、转轴7、静滑障8、动滑障9、恒温水槽10、排液管11、止液夹12、恒温水浴箱13、控制器14、进样装置15连接构成。无尘箱2为前侧铰接有箱门的透明矩形箱体，在无尘箱2内底部放置有恒温水槽10，无尘箱2用于降低恒温水槽10中亚相的蒸发速度，恒温水槽10的材质为聚四氟乙烯,恒温水槽10的截面为圆形，恒温水槽10的侧壁为中空结构，恒温水槽10的外层下端设置有进水口b、上端设置有出水口a，出水口a通过管道与恒温水浴箱13的进水口相连通，进水口b通过管道与恒温水浴箱13的出水口相连通，恒温水浴箱13为市场上销售的产品，型号为HH-501，恒温水槽10的侧壁内充满水，通过恒温水浴箱13输出恒温水流经恒温水槽10侧壁，使恒温水槽10保持恒定温度，通过调节恒温水浴箱13输出水的温度调节恒温水槽10的温度，恒温水槽10的外壁上端用螺纹紧固连接件固定安装有安装架6，安装架6上用螺纹紧固连接件固定安装有界面张力检测仪3和镀膜装置4以及控制器14，界面张力检测仪3和镀膜装置4通过导线与控制器14相连，界面张力检测仪3用于实时检测表面张力数值，镀膜装置4用于制作多层分子膜，安装架6的顶部用螺纹紧固连接件固定安装有电机5，电机5通过导线与控制器14相连，电机5为步进电机，电机5的动力输出轴上固设有转轴7，转轴7的另一端设置有动滑障9并伸入到水槽10内，转轴7的中心线与恒温水槽10的中心线重合，恒温水槽10的内壁上设置有静滑障8，动滑障9与静滑障8的下表面位于同一平面，动滑障9与静滑障8的长度相同等于恒温水槽10的截面半径，动滑障9与静滑障8的材质为聚四氟乙烯，恒温水槽10的底部设置有排液管11，排液管11伸出无尘箱外并在端部设置有止液阀12，无尘箱2的外侧设置有计算机1，计算机1通过导线与控制器14相连，位于恒温水槽10的正上方在无尘箱2的顶部加工有进液孔，无尘箱2外设置有进样装置15，进样装置15为市场上销售的产品，型号为AS-200，进样装置15的探头通过进液孔c伸入到无尘箱2内位于恒温水槽10的上方1mm处，通过进样装置15的探头向恒温水槽10内滴加成膜材料增加浓度。本专利技术的工作原理如下：打开无尘箱2的箱门向恒温水槽10内注入所需的亚相，亚相液面到达静滑障8的下表面时停止注水，然后向水槽中滴入溶解在诸如苯、氯仿等有机溶剂中的成膜材料溶液，各个双亲性成膜材料分子的亲水基团与水面接触，疏水基团与空气一侧接触,即所有分子在亚相表面都形成具有一定取向排列并密集充填的单层分子膜，关闭无尘箱2的箱门，打开恒温水浴箱13，从恒温水浴箱13流出的恒温水流经恒温水槽10，使恒温水槽10保持恒温，采用以下两种方法的任意一种控制单层膜分子的紧密程度：方法一，进样装置15的探头逐滴向恒温水槽10加入成膜分子溶液，用界面张力检测仪3实时检测表面张力数值，控制器14将界面张力检测仪3检测的表面张力数值按下式π＝γ0-γ转化成表面压力值π由计算机1显示，式中，γ0为制膜前空本文档来自技高网...

【技术保护点】
单分子膜制备仪，恒温水槽(10)的外壁上设置有安装架(6)，安装架(6)上设置有界面张力检测仪(3)和镀膜装置(4)以及控制器(14)，界面张力检测仪(3)和镀膜装置(4)通过导线与控制器(14)相连，其特征在于：所述的恒温水槽(10)设置在无尘箱(2)内，恒温水槽(10)的截面为圆形，安装架(6)的顶部设置有电机(5)，电机(5)通过导线与控制器(14)相连，电机(5)的动力输出轴上设置有转轴(7)，转轴(7)的另一端部安装有动滑障(9)并伸入到水槽(10)内的转轴(7)，转轴(7)的中心线与恒温水槽(10)的中心线重合，恒温水槽(10)内壁上设置有静滑障(8)，动滑障(9)与静滑障(8)的下表面位于同一平面，动滑障(9)与静滑障(8)的长度相同等于恒温水槽(10)的内截面半径，恒温水槽(10)的底部设置有伸出无尘箱(2)外并设置有止液阀(12)的排液管(11)，无尘箱(2)的外侧设置有计算机(1)，控制器(14)通过导线与计算机(1)相连。

【技术特征摘要】
1.单分子膜制备仪，恒温水槽(10)的外壁上设置有安装架(6)，安装架(6)上设置有界面张力检测仪(3)和镀膜装置(4)以及控制器(14)，界面张力检测仪(3)和镀膜装置(4)通过导线与控制器(14)相连，其特征在于：所述的恒温水槽(10)设置在无尘箱(2)内，恒温水槽(10)的截面为圆形，安装架(6)的顶部设置有电机(5)，电机(5)通过导线与控制器(14)相连，电机(5)的动力输出轴上设置有转轴(7)，转轴(7)的另一端部安装有动滑障(9)并伸入到水槽(10)内的转轴(7)，转轴(7)的中心线与恒温水槽(10)的中心线重合，恒温水槽(10)内壁上设置有静滑障(8)，动滑障(9)与静滑障(8)的下表面位于同一平面，动滑障(9)与静滑障(8)的长度相同等于恒温水槽(10)的内截面半径，恒温水槽(10)的底部设置有伸出无尘箱(2)外并设置有止液阀(12)的排液管(11)，无尘箱(2)的外侧设置有计算机(1)，控制器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝长春，逯晓龙，孙润广，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61