Langmuir膜分析儀

1. 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

   KSV NIMA為瑞典百歐林科技有限公司旗下的子品牌之一，主要經(jīng)營(yíng)方向?yàn)閱畏肿訉颖∧さ臉?gòu)建與表征工具。Langmuir膜分析儀為KSV NIMA自主研發(fā)的一款單分子層膜的制備和表征設(shè)備，適用于制備、改性和研究Langmuir膜。

   常規(guī)的Langmuir膜分析儀包含六種型號(hào)的槽體：超小型、小型、中型、大型、液-液、高壓縮比型。

2. 工作原理

   位于氣-液或液-液界面處不可溶的功能性分子、納米顆粒、納米線(xiàn)或微粒所形成的單分子層可定義為Langmuir膜。這些分子能夠在界面處自由移動(dòng)，具有較強(qiáng)的流動(dòng)性，易于控制其堆積密度，研究單分子層的行為。將材料沉積在淺池（稱(chēng)頂槽）中的水亞相上，可以得到Langmuir膜。在滑障的作用下，單分子層可以被壓縮。表面壓力即堆積密度可以通過(guò)的壓力傳感器進(jìn)行控制。

   在進(jìn)行典型的等溫壓縮測(cè)試時(shí)，單分子層先從二維的氣相(G)轉(zhuǎn)變到液相(L)zui后形成有序的固相(S)。在氣相中，分子間的相互作用力比較弱；當(dāng)表面積減小，分子間的堆積更為緊密，并開(kāi)始發(fā)生相互作用；在固相時(shí)，分子的堆積是有序的，導(dǎo)致表面壓迅速增大。當(dāng)表面壓達(dá)到zui大值即塌縮點(diǎn)后，單分子層的堆積不再可控。

圖1 單分子層膜狀態(tài)受表面壓力增加的影響

3. 技術(shù)參數(shù)

    常規(guī)的KSV NIMA Langmuir槽有以下幾種尺寸：容積比小型小，面積比小型大的特小型槽、小型槽、中型槽和大型槽。特小型槽的體積zui小，但是表面積比小型槽大。三種較小的槽體采用相同的框架，可隨時(shí)調(diào)整不同尺寸的槽體。液-液槽或高壓縮槽采用更大的框架，但同樣適用于較小型槽體。不同型號(hào)的槽體如下所述。

3.1 超小型Langmuir膜分析儀（KN 1001）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔PTFE材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 槽體表面積：150 cm²
5. 槽體內(nèi)部尺寸：300 x 50 x 1.2 mm（長(zhǎng) x 寬 x高）
6. 滑障速度: 0.1-270 mm/min
7. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
8. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
9. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
10. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
11. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
12. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
13. Langmuir測(cè)試槽亞相容積：18 ml
14. 電源： 100...240 VAC
15. 頻率： 50...60 Hz

圖2 超小型Langmuir膜分析儀（KN 1001）

3.2 小型Langmuir膜分析儀（KN 1002）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔PTFE材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 槽體表面積： 98 cm²
5. 槽體內(nèi)部尺寸：195 x 50 x 4 mm（長(zhǎng) x 寬 x高）
6. 滑障速度: 0.1-270 mm/min
7. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
8. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
9. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
10. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
11. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
12. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
13. Langmuir測(cè)試槽亞相容積：39 ml
14. 電源： 100...240 VAC
15. 頻率： 50...60 Hz

圖3 小型Langmuir膜分析儀（KN 1002）

3.3 中型Langmuir膜分析儀（KN 1003）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔PTFE材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 槽體表面積： 273 cm²
5. 槽體內(nèi)部尺寸：364 x 75 x 4 mm（長(zhǎng) x 寬 x高）
6. 滑障速度: 0.1-270 mm/min
7. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
8. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
9. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
10. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
11. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
12. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
13. Langmuir測(cè)試槽亞相容積：109 ml
14. 電源： 100...240 VAC
15. 頻率： 50...60 Hz

圖4 中型Langmuir膜分析儀（KN 1003）

3.4大型Langmuir膜分析儀（KN 1006）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔PTFE材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 槽體表面積： 841 cm²
5. 槽體內(nèi)部尺寸：580 x 145 x 4 mm（長(zhǎng) x 寬 x高）
6. 滑障速度: 0.1-270 mm/min
7. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
8. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
9. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
10. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
11. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
12. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
13. Langmuir測(cè)試槽亞相容積：336 ml
14. 電源： 100...240 VAC
15. 頻率： 50...60 Hz

圖5 大型Langmuir膜分析儀（KN 1006）

3.5 液-液Langmuir膜分析儀（KN 1004）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔POM材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 上部槽體表面積：580 cm²
5. 上部亞相體積：406 ml
6. 下部槽體表面積：423 cm²
7. 下部亞相體積：212 ml
8. 槽體尺寸：908 x 227 x 293（長(zhǎng) x 寬 x高）
9. 上部槽體內(nèi)部尺寸：784 x 74 x 7 mm³（長(zhǎng) x 寬 x高）
10. 下部槽體內(nèi)部尺寸：784 x 54 x 5 mm³（長(zhǎng) x 寬 x高）
11. 滑障速度: 0.01-270 mm/min
12. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
13. 滑障控位精度: 0.01  mm
14. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
15. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
16. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
17. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
18. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
19. 電源： 100...240 VAC
20. 頻率： 50...60 Hz

圖6 液-液Langmuir膜分析儀（KN 1004）

3.6 高壓縮比Langmuir膜分析儀（KN 1005）

1. 槽體材質(zhì)：固體燒結(jié)，無(wú)孔PTFE材質(zhì)，快速限位孔固定，可拆卸清洗或更換為多種其他功能性槽體，含雙側(cè)導(dǎo)流槽，內(nèi)置水浴系統(tǒng)接口
2. 框體特性：33 mm槽體高度調(diào)節(jié)，天平可XYZ三維定位調(diào)節(jié)，含安全限位開(kāi)關(guān)，含攪拌、pH測(cè)量、樣品注射輔助系統(tǒng)等接口
3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：模塊化設(shè)計(jì)，可獨(dú)立進(jìn)行表面壓測(cè)量和鍍膜實(shí)驗(yàn)，可原位進(jìn)行表面紅外、表面電勢(shì)、布魯斯特角圖像、界面剪切等測(cè)試
4. 槽體表面積： 587 cm²
5. 槽體內(nèi)部尺寸：782 x 75 x 5 mm（長(zhǎng) x 寬 x高）
6. 滑障速度: 0.1-270 mm/min
7. 滑障速度精度: 0.1  mm/min
8. 測(cè)量范圍：0-150 mN/m
9. 天平zui大負(fù)荷: 1 g
10. 天平定位調(diào)節(jié)： 360° x 110mm x 45 mm（XYZ）
11. 傳感精度: 4 μN(yùn)/m
12. 表面壓測(cè)試元件： 標(biāo)準(zhǔn)Wilhelmy白金板，W19.62 x H 10mm，符合EN 14370:2004標(biāo)準(zhǔn)。其他選項(xiàng)：Wilhelmy白金板（W10 x H10 mm）、液/液Wilhelmy鉑金板（W19.62 x H7 mm）、Wilhelmy紙板、白金棒
13. Langmuir測(cè)試槽亞相容積：293 ml
14. 電源： 100...240 VAC
15. 頻率： 50...60 Hz

圖7 高壓縮比Langmuir膜分析儀（KN 1005）

4. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)及亮點(diǎn)

4.1 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

1. 專(zhuān)為極度精確測(cè)試設(shè)計(jì)的超敏感表面張力傳感器。鉑金屬板，鉑金屬棒及紙板都可用作探針以滿(mǎn)足不同的需求。
2. 開(kāi)放性的設(shè)計(jì)便于槽體在框架上的放置及不同槽體的快速更換，同時(shí)便于清洗槽體表面。
3. 當(dāng)需要清潔或更換新槽體時(shí)，槽體在框架上的拆卸/放置極其方便。
4. Langmuir槽體是由便于清潔、可靠耐久的整塊純聚四氟乙烯構(gòu)成，其*的設(shè)計(jì)能夠防止槽體發(fā)生泄漏，同時(shí)避免了使用膠水及其他封裝材料造成的潛在污染。
5. 滑障由親水性的迭爾林聚甲醛樹(shù)酯制成，可提高單分子層的穩(wěn)定性。可根據(jù)客戶(hù)需要提供疏水性的聚四氟乙烯壓縮滑障。穩(wěn)健的金屬構(gòu)架能夠防止滑障隨著時(shí)間的推移而變形。
6. 對(duì)稱(chēng)滑障壓縮為標(biāo)準(zhǔn)的均勻壓縮方法，但任意儀器均可實(shí)現(xiàn)單一滑障壓縮。
7. 通過(guò)外部循環(huán)水浴對(duì)鋁制底板進(jìn)行加熱/冷卻，以控制亞相的溫度（水浴為分開(kāi)銷(xiāo)售）。

8.      通過(guò)調(diào)整框架撐腳，可快速而準(zhǔn)確地校準(zhǔn)槽體水平。當(dāng)需要放置顯微鏡時(shí)，框架撐腳也可很容易地從槽體上拆除。

4.2 產(chǎn)品亮點(diǎn)

4.2.1 聯(lián)用或相關(guān)分析技術(shù)

本產(chǎn)品可與界面紅外反射吸收光譜儀(PM-IRRAS)，布魯斯特角顯微鏡(BAM)，界面剪切流變儀（ISR），熒光顯微鏡，X射線(xiàn)等光學(xué)表征技術(shù)聯(lián)用或?qū)悠愤M(jìn)行后續(xù)分析。具體如：

1. 紅外反射吸收光譜(KSV NIMA PM-IRRAS)
2. 石英晶體微天平(Q-Sense QCM-D)
3. 表面等離子共振儀
4. 電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x
5. 紫外可見(jiàn)吸收光譜儀
6. 原子力顯微鏡
7. X射線(xiàn)反射器
8. 透射電子顯微鏡
9. 橢圓偏振儀
10. X射線(xiàn)光電子能譜儀等

4.2.2 本公司可提供聯(lián)用儀器簡(jiǎn)介

1. 界面紅外反射吸收光譜儀（PM-IRRAS）

帶極化模塊的界面紅外反射吸收光譜儀主要用來(lái)決定分子的取向和化學(xué)組成。

  2. 布魯斯特角顯微鏡（BAM）

可進(jìn)行薄膜的均一性、相行為和形貌的單分子層成像和光學(xué)觀(guān)測(cè)。

  3.  表面電位測(cè)量?jī)x（SPOT）

使用無(wú)損振蕩板式電容技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)薄膜的電位變化，從而對(duì)單分子層的電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。提供堆積密度和取向等信息，可對(duì)任何Langmuir等溫測(cè)試進(jìn)行補(bǔ)充。

  4.  界面剪切流變儀（ISR）

這種*的剪切流變儀可以測(cè)量界面處的粘彈性。適用于氣-液或油-水的研究，在控制表面壓的同時(shí)，可對(duì)粘彈性進(jìn)行分析。

5. 產(chǎn)品應(yīng)用

5.1 應(yīng)用范圍

• 生物膜及生物分子間的相互作用

• 細(xì)胞膜模型（如：蛋白質(zhì)與離子的相互作用）
• 構(gòu)象變化及反應(yīng)
• 藥物傳輸及行為

• 有機(jī)及無(wú)機(jī)涂料

• 具有光學(xué)、電學(xué)及結(jié)構(gòu)特性的功能性材料
• 新型涂料:納米管、納米線(xiàn)、石墨烯等

• 表面反應(yīng)

• 聚合反應(yīng)
• 免疫反應(yīng)、酶-底物反應(yīng)
• 生物傳感器、表面固定催化劑
• 表面吸附和脫附

• 表面活性劑及膠體

• 配方科學(xué)
• 膠體穩(wěn)定性
• 乳化、分散、泡沫穩(wěn)定性

• 薄膜的流變性

• 擴(kuò)張流變
• 界面剪切流變（與KSV NIMA ISR 聯(lián)用）

5.2 客戶(hù)發(fā)表成果（部分）

1. Q. Guo et al., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 630-631. (IF= 11.444)
2. Kumaki et al., Macromolecules 1988, 21, 749-755. (IF= 5.927)
3. S. Sheiko et al., Nature Materials 2013, 12, 735-740. (IF= 36.4)
4. Q. Zheng et al., ACS Nano 2011,  5(7), 6039–6051. (IF= 12.033)
5. Azin Fahimi et al., CARBON 2013, 64, 435 – 443. (IF=6.16)
6. Xiluan Wang et al., J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6338–6342. (IF= 11.444)
7. Zhiyuan Zeng et al. Adv. Mater. 2012, 24, 4138–4142. (IF= 15.409)

6.

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