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1、2013年5月潤滑與密封Mav2013第38卷第5期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．38No．5DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．05．009氨基表面組裝薄膜的構(gòu)筑及其微觀摩擦學(xué)特性樂冊(蘭州理工大學(xué)石油化工學(xué)院甘肅蘭州730050)摘要：以二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(TA)作為分子底層，采用兩步組裝的方法在單晶硅基底表面制備一系列相同結(jié)構(gòu)不同分子鏈長的自組裝雙層薄膜。利用橢圓偏光測厚儀、接觸角測定儀、原子力顯微鏡(AFM)等對薄膜的形成及
2、微觀摩擦力進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明，低表面能的疏水性末端基團(tuán)有利于降低薄膜的摩擦力和摩擦因數(shù)；組裝分子碳鏈長度的增加有助于形成有序性強(qiáng)和致密度高的組裝薄膜，從而減小薄膜表面的摩擦力和摩擦因數(shù)。關(guān)鍵詞：自組裝膜；堆積密度；表面能；微觀摩擦性能中圖分類號：TH117文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0254—0150(2013)5—041—5Micro-tribologicalPropertiesofSelf-assemblyFilmsonAmide．modifiedSurfaceChenLi(Collegeo
3、fPetrochemicalTechnology，LanzhouUniversityofTechnology，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Aseriesofamide·-containingself-assembledfilmswerepreparedonsing!e·-crystalsiliconsubstratesusingatwo-stepmethod．3一[2-(2-aminoethylamino)ethylamino]propyltrimetho
4、xysilane(TA)wasself-assembledonsiliconsur-facestoformthefirstlayer，andthentheamide—modifiedsurfacewasmodifiedwithanarrayofcarboxylicacidstoformthesecondlayerviasurfacecouplingreaction．Theformationandmicro-tribologicalpropertiesoftheseself-assembledfi
5、lmswerecharacterizedbymeansofellipsometry，contactanglemeasurementandatomicforcemicroscope(AFM)．Theresultsindicatethatthefilmswithhydrophobicterminalgroupspresentloweradhesionandfrictionforce，andthemoleculewithlongchainisbenefittoformmoredenselypacked
6、self-assemblyfilmswhichpossesslowerfrictionforceandfrictionalc0ef-ficient．Keywords：self-assemblyfilm；packingdensity；surfaceenergy；micro-tribologicalproperty自組裝技術(shù)是從分子水平上實(shí)現(xiàn)材料表面改性的基或砜，可以在分子間形成氫鍵或偶極相互作用，有重要方法之一。由于制備方法簡單，結(jié)構(gòu)可控，通過利于提高整個分子薄膜的機(jī)械穩(wěn)定性。靈活的分子設(shè)計(jì)和分子
7、剪裁可以獲得具有特定分子結(jié)作為微器件表面的邊界潤滑薄膜，應(yīng)具備如下特構(gòu)和理化性能的薄膜，是有望解決微電子機(jī)械系統(tǒng)點(diǎn)：(1)牢固的膜基結(jié)合力和堅(jiān)實(shí)的薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，(MEMS)中構(gòu)件表面黏著和磨損問題的理想潤滑體從而賦予組裝膜良好的穩(wěn)定性；(2)有序的疏水性系，因而在摩擦學(xué)領(lǐng)域倍受關(guān)注¨。自組裝薄膜表面，能夠有效降低表面黏著，賦予薄膜低摩擦力和的化學(xué)組成和內(nèi)在結(jié)構(gòu)，如組裝分子的結(jié)構(gòu)、分子鏈低摩擦因數(shù)。因此，如何提高自組裝薄膜的穩(wěn)定性、長、末端基團(tuán)的類型等，是影響薄膜摩擦學(xué)性降低薄膜的表面能已成為設(shè)計(jì)
8、和制備自組裝薄膜的出能的關(guān)鍵因素。通過在分子鏈中引入特定的官能團(tuán)，發(fā)點(diǎn)。Clegg與其合作者’通過分子薄膜中多層可以增強(qiáng)分子間的相互作用力。如在烷基鏈中引入氨酰胺鍵的引入，極大地提高了組裝薄膜的穩(wěn)定性。通過在單晶硅基底表面制備含酰胺結(jié)構(gòu)的組裝薄膜，能夠很大程度上提高組裝膜的穩(wěn)定性，從而賦予薄膜良基金項(xiàng)目：甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(1112RJZA035)；蘭州理工大學(xué)博士科研啟動項(xiàng)目．好的減摩抗磨性能’¨。收稿日期：2012—11—06本文作者通過兩步法制備了具有良好穩(wěn)定性能及作者簡介：陳麗(19
