Zusammengestellte Monolayer von hydrophilen Partikeln auf Wasseroberflächen

Eine einfache und schnelle Methode zur Vorbereitung von selbstorganisierten Monolayern von wasserdispersiblen Partikeln auf der Wasseroberfläche wird vorgestellt. Partikelsuspensionen in Alkoholen wurden auf einen Wasserreservoir getropft, um langreichweitig geordnete Monolayer verschiedener Partikel zu bilden, einschließlich sphärischer fester Partikel, weicher Hydrogelpartikel, Metall-Nanopartikel, Quantenpunkte, Nanodrähte, einwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs), Nanoplättchen und Nanoschichten. Eine systematische Studie wurde zu den Variablen durchgeführt, die die Monolayer-Assemblierung beeinflussen: der Löslichkeitsparameter der verbreitenden Lösungsmittel, die Partikelkonzentration, das Zeta-Potential der Partikel in der Suspension, die Oberflächenspannung der Wasserphase, die Härte der Partikel und die Zugabe eines Salzes in der Suspension. Diese Methode erfordert keine hydrophoben Oberflächenbehandlungen der Partikel, was nützlich ist, um diese Monolayer-Filme ohne Veränderung der nativen Eigenschaften der Partikel zu nutzen. Die Studie hebt eine schnelle 2D-kolloidale Assemblierung ohne Risse im Wafermaßstab sowie transparente leitfähige Dünnschichten aus SWCNTs und Graphenen hervor.