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Summenfrequenz-Spektroskopie: Untersuchungen zu ionenspezifischen Effekten und Entwicklung eines ortsauflösenden Verfahrens

Stage, Christiane - Universität Regensburg (2012)


Mittels der oberflächenspezifschen Summenfrequenz-Spektroskopie wurden Untersuchungen an Langmuir-Monoschichten von Dipalmitoylphosphatidylcholin (DPPC) mit Natriumtetraphenalborat (NaBPh4) in der Subphase unter verschiedenen Temperaturen und Oberflächendrücken durchgeführt. Diese führten zum besseren Verständnis der Eigenschaften dieses Systems. Aus den Isothermen ist zu entnehmen, dass Tetraphenylborat-Ionen bei der kondensierten Phase der DPPC-Monoschicht in der Subphase vorliegen, während sie bei geringeren Oberflächendrücken an der Oberfläche zu finden sind.

In der kondensierten Phase unterscheidet sich der Neigungswinkel der Alkylketten mit NaBPh4 in der Subphase von dem mit Millipore-Wasser in der Subphase nicht. Jedoch ist aus den Spektren des Alkyl- und Carbonylbereichs zu folgern, dass Tetraphenylborat-Ionen mit der Phosphatidylcholin-Kopfgruppe wechselwirken.

Ferner wurde die Tendenz zur Kontaktionenpaar-Bildung bei dicht gepackten Langmuir-Monoschichten aus Dodecylsulfaten mit unterschiedlichen Gegenionen über den indirekten Weg der Interpretation von Wasserspektren der Probenoberfläche untersucht.

Die Spektren mit Wasser als Sonde für den Zwischenraum zwischen den Ladungsträgern weisen keine signifikanten Unterschiede in den Intensitäten der Wasserbanden auf. Es wurde festgestellt, dass für Kaliumdodecylsulfat und Natriumdodecylsulfat an der Wasseroberfläche das Collins-Konzept nicht bestätigt werden kann. Dieses besagt, dass Ionenpaare aus Ionen mit ähnlichen Wasseraktivitäten in wäßriger Lösung Kontaktionenpaare bilden, mit unterschiedlichen Wasseraffinitäten nicht.

Eine analoge Studie von anorganischen Salzen in wäßriger Lösung zeigt, dass für dieses System an der Wasseroberfläche das Collins-Konzept bestätigt werden kann. Bei den Salzen handelte es sich um Kombinationen der Ionen Cs+, Li+, Cl- und I-, die aufgrund ihrer stärker unterschiedlichen Polarisierbarkeiten entsprechend dem Collins-Konzept ein stärker ausgeprägtes Verhalten bezüglich der Kontaktionenpaarbildung aufweisen sollten.

Es gelang ferner, das SFG-Signal von Partikeln aus einkristallinem Quarz mit einer lateralen Ortsauflösung von 2,3µm zu messen. Hierbei wurde die Felderhöhung eines optischen evaneszenten Feldes an einer AFM-Spitze angewandt.


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