플루오르와 탄소로 구성된 알킬 사슬 자가 조립 단막층의 형성

Abstract

자가조립단막층(SAM)은 고체 표면을 매우 쉽고 간단히 바꿔준다. SA은 머리 부분과, 알킬 체인 부분, 그리고 기능 부분으로 나뉜다. 머리 부분은 가수 분해 반응과 탈수 축합 반응을 통해 고체 기판에 결합되며, 알킬 사슬 부분은 SAM의 긴 사슬의 van der Waals 상호 작용에 의해 정렬된 단일층을 형성하고, 기능 부분은 작용기를 갖는다. 우리는 이 연구에서 SAM의 세 부분 중에서, 알킬 사슬의 성질을 연구하였다. 가장 짧은 사슬 길이를 갖는 (3,3,3-trifluoropropyl)-trimethoxysilane(CF3(CF2)(CH2)2Si(OC2H5)3)이 가장 작은 접촉각을 갖는 것으로 나타났다. Heptadecafluoro-(1,1,2,2-tetrahydrodecyl)triethoxysilane (CF3(CF2)7(CH2) 2Si(OC2H5)3)는 가장 사슬 길이가 길고 접촉각이 가장 컸다. 이것은 사슬 길이가 더 긴 SAM이 더 큰 소수성을 갖는다. 가장 짧은 사슬 길이를 갖는 SAM은 약한 van der Waals 상호 작용으로 인해 불규칙한 분자 배열을 보였다. 체인 길이가 가장 긴 SAM은 강한 van der Waals 상호 작용으로 인해 우수한 분자 배열을 보였다. 그러나, 막이 충분히 형성되면, 접촉각은 체인 길이에 크게 의존하지 않았다. 접촉각의 약간의 차이는 알킬 사슬의 중간에서 탄소와 불소 사이의 상쇄의 결과로 간주되었다. 알킬 사슬 길이에 따른 SAM의 계면 특성을 상세히 조사하였다.