Aplicações da Microscopia do Ângulo de Brewster

Por AZoNano

Índice

Introdução
Aplicações
     Características Morfológicas dos Monolayers Durante a Compressão/Descompressão
     Estrutura Interna de 2D Domínios Condensados da Fase
     Dinâmica da Formação, Não Estruturas do Equilíbrio
     Monolayers & Chirality
     Monitoração 2D-Structures
     Biofluids
Integração de Outras Técnicas
     Lasers Pulsados do Nanossegundo
     Imagem Lactente Ellipsometry e Espectroscopia da Reflexão de UV/VIS
Sobre Accurion

Introdução

A microscopia do ângulo de Brewster foi estabelecida como uma técnica padrão mundial para a investigação de filmes ultra finos. O BAM1 de Nanofilm segundo as indicações de Figura 1 estava o primeiro disponível do instrumento comercial seguido por versões diferentes. Accurion oferece agora dois microscópios diferentes do ângulo de Brewster. O nanofilm_ep3bam segundo as indicações de Figura 2 é baseado na plataforma elipsométrica nanofilm_ep3 e pode ser promovido a um ellipsometer da imagem lactente.

Figura 1. microscópio comercial do Ângulo de BAM1 (1991) - primeiro Brewster.

Figura 2. nanofilm_ep3bam (desde 2003)

O nanofilm_ultrabam novo segundo as indicações de Figura 3 é baseado em um caminho óptico completamente novo da luz. A imagem lactente original ótica fornece imagens inteiramente focalizadas no máximo 35 fps. Assim pela primeira vez em um instrumento comercial, a imagem lactente de alta resolução e macacão focalizada do tempo real dos monolayers torna-se possível. Permite o visualização de monolayers de Langmuir ou de filmes fixados no tempo real.

Figura 3. nanofilm_ultrabam (desde 2010).

Aplicações

Características Morfológicas dos Monolayers Durante a Compressão/Descompressão

O estudo morfológico dos monolayers conduziu a uma compreensão detalhada da estrutura condensada bidimensional da fase dos monolayers. A microscopia do ângulo de Brewster é um método altamente informativo para tal estudo. A microscopia do ângulo de Brewster pode ser usada para observações directas durante a compressão dos monolayers em uma calha de Langmuir. A vantagem comparou ao fluoresence do epi e o AFM é que nenhum marcador está exigido e que o filme não precisa de ser transferido a uma carcaça contínua.

Um número de papéis relatam imagens do BAM em pontos específicos do p - Um isoterma da compressão-descompressão. Para tal estudo, uma integração de software do Libra-sistema é essencial.

Estrutura Interna de 2D Domínios Condensados da Fase

A anisotropia Óptica induzida por regiões de orientações moleculars diferentes de correntes do alkyl dentro dos monolayers foi o assunto da investigação recente. Como mencionado, a microscopia do ângulo de Brewster é um método útil para visualizar a subestrutura com pedido de orientação de longo alcance usando um analisador. Os exemplos Típicos são ésteres metílicos de ácidos gordos.

Figura 4. monolayer do estearato do Etilo no p <1mN/m, 600mm do Campo de visão CA (nanofilm_ultrabam)

Dinâmica da Formação, Não Estruturas do Equilíbrio

A formação de uma fase condensada em um monolayer fluido pode ocorrer longe do equilíbrio e a cinética do crescimento pode ser tão rápida que a fase estável não tem o tempo para alcançar seu estado de mais baixa energia a nível microscópico. As microestrutura Metastable são formadas sob circunstâncias do desequilíbrio e os testes padrões de crescimento destas estruturas são influenciados principalmente pela interacção complexa da dinâmica interfacial microscópica e de forças motrizes externos.

Flores e outros estudado como testes padrões formados por domínios do monolayer de Langmuir de uma fase estável, de uma propagação líquida geralmente contínua ou condensada em um metastable, que seja geralmente líquido e obtenha expandido. Durante esta propagação a relação entre os dois põe em fase movimentos enquanto a fase metastable é transformada em uma fase altamente estável.

A relação torna-se instável e forma-se um teste padrão entre um inclinação potencial químico que desestabilize a relação. Durante o crescimento do domínio uma transição da morfologia foi descoberta da ponta que racha para tomar partido ramificando e os doublons foram encontrados igualmente. Estas características morfológicas foram observadas usar a microscopia do ângulo de Brewster em três monolayers diferentes na relação do ar/água: dioctadecylamine, palmitato do etilo, e estearato do etilo.

Figura 5. Monolayer de DMPE durante a transição de fase de primeira ordem, contraste nos domínios causados pelo pedido da orientação da longa distância (nanofilm_ultrabam).

Monolayers & Chirality

Os Monolayers dos enantiomers de moléculas amphiphilic podem ser diferentes. A interacção dos enantiomers e dos pares do diastereomer pode ser estudada para estados específicos do monolayer. Figura 6 indica domínios de D-Dipalmitoylphosphatidylcholin (D-DPPC), de L-DPPC e do racemate.

Figura 6. micrografia do ângulo de Brewster de D-Dipalmi-toylphosphatidylcholin e do racemate.

Monitoração 2D-Structures

Os métodos do blottget de Langmuir igualmente fornecem a possibilidade prometedora de métodos “de baixo para cima” do auto-conjunto para realizar estruturas da novela 2D -. Os exemplos Actuais estão usando monolayers auto-montados na relação do ar/água. Chen e Berman utilizaram monolayers de Langmuir de lipidos do diacetylene junto com um cabeça-grupo do cytosinyl (PDC) misturado com um derivado do álcool do mesmo lipido (PDOH). Usaram por exemplo composições diferentes do filme e um subphase decontenção. Uma formação de pares baixa específica na relação da ar-solução entre o monolayer do diacetylene e o nucleoside complementar livre na solução é sugerida. Na extremidade as estruturas complexas e bonitas foram fixadas pela polimerização UV in situ.

Presentemente os nanoparticles na relação do ar/água são usados em um grande número aplicações por exemplo para produzir dois cristais ou nanowires coloidais do dimesional. Gil monitorou e outros a formação de 2D cristais coloidais pelo método de Langmuir- Blodgett usando a microscopia do ângulo de Brewster. Além do que a microscopia do ângulo de Brewster (BAM), os monolayers foram caracterizados pela pressão-área de superfície e os isotermas da potencial-área da superfície no ar/água conectam. Após a transferência a uma carcaça as morfologias dos filmes de Langmuir-Blodgett foram estudadas usando a imagem lactente ellipsometry e fazendo a varredura a microscopia de elétron (SEM). Volinsky e Jalinek demonstram a formação de uma rede de Au alongado “prendem”. Os filmes estruturados laser-induzidos exibiram a estabilidade superior e podem ser transferidos da água em carcaças contínuas sem interromper a organização do Au.

Biofluids

A microscopia do ângulo de Brewster é usada Actualmente em uma vasta gama de aplicações. Uma classe de aplicações é relacionada aos líquidos biológicos tais como o líquido pulmonar contente dos surfactants in/from do pulmão dos líquidos de rasgo ou mais em detalhe da secreção de Meibomian. Kärcher e outros observaram o processo da dispersão de secreções da glândula de Meibomian em uma calha de Langmuir usando um Microscópio do Ângulo de Brewster (BAM). A secreção foi caracterizada por um espalhamento contínuo altamente rápido mostrando que o suficiente material estará disponível para recuperar a camada superficial do lipido dos rasgos entre os piscamentos do olho. Winsel estudou e outros a espessura, a morfologia e a pressão da superfície do filme do surfactant do líquido de lavage (BAL) do broncho-alveoalar dos pacientes com sarcoidosis. Os filmes de superfície foram estudados durante a adsorção contínua da superfície do BAL - material activo no ar/relação aquosa do amortecedor. Durante a adsorção espontânea do surfactant pulmonar a pressão de superfície aumentou 26 mN/m a 44 mN/m no estado de equilíbrio. Simultaneamente ao aumento da pressão de superfície, um aumento contínuo do sinal da reflectividade foi observado pela microscopia quantitativa do ângulo de Brewster (BAM). A espessura de filme é calculada da reflectividade avalia usar um modelo óptico.

Integração de Outras Técnicas

Lasers Pulsados do Nanossegundo

a Microscopia Tempo-Resolved do Ângulo de Brewster para estudos fotoquímicos e fototérmicos em fino-filmes e em monolayers, assim como os eventos transientes em filmes finos e em relações foram estudados usando a microscopia resolvida tempo do ângulo de Brewster do nanossegundo da bomba-ponta de prova. Baseado em um ³ do EP do microscópio do ângulo de Brewster - o BAM, Hobley usou e outros dois lasers pulsados sincronizados do nanossegundo no regime da bomba-ponta de prova. O BAM tempo-resolved foi mostrado para ser uma ferramenta dinâmica em estudar a dinâmica das mudanças nos monolayers e nas relações. As mudanças morfológicas e as transformações fotoquímicas podem ser estudadas através do distribuidor das mudanças em partes reais e imaginárias do R.I. na relação. Diversos efeitos tais como as taxas altas de crescimento do domínio devido aos efeitos interfacial ou às morfologias originais do domínio asseguram para o crescimento cooperativo do domínio em monolayers moleculars. Antecipa-se que o método terá aplicações largas no estudo das membranas, das bi-camadas do lipido ou de camadas ultra finas durante o processamento de materiais.