ÖNSZERVEZÕDÕ NANOSTRUKTÚRÁK ÉS ULTRAVÉKONY RÉTEGEK

Kálmán Erika
MTA Kémiai Kutatóközpont, 1025 Budapest, Pusztaszeri út 59-67
Bay Zoltán Anyagtudományi és Technológiai Intézet, 1116 Budapest, Fehérvári út 130.

Fémek vagy fémoxidok határfelületének módosítására hosszú szénláncú molekulák (pl. alkántiolok, zsírsavak, foszfonsavak) képesek, amelyek láncvégeikkel a felületi fématomokkal kötést létesítenek, majd önszervezõdéssel a határfelület mintázata kristályszerkezete által irányított, jól rendezett monomolekuláris réteget képeznek. A önszervezõdött molekulákból (self-assembly molecules, SAMs) kialakult molekuláris filmek tulajdonságai elsõsorban a filmet képezõ molekulák végcsoportjának kémiai tulajdonságaitól függnek. A film megváltoztathatja a határfelület nedvesítõ képességét, tribológiai tulajdonságait, keménységét, korróziógátlását és biokompatibilitását is. A réteg, a fejcsoportok alkalmas megválasztásával, alkalmassá tehetõ molekuláris felismerésre, proteinek megkötésére is. Szilárd felületen úgynevezett Langmuir-Blodgett eljárással is alakíthatunk ki rendezett szerkezetu nanorétegeket. A Langmuir-Blodgett és az önszervezõdött rétegek között, a film kialakulásában van lényeges különbség. Nanoszerkezetu egy és többkomponensu szervetlen bevonatok elõállítására kiválóan alkalmas az ún. szol-gél módszer is. A nanorétegek felépítõ elemeinek nagyfokú rendezettsége és szoros illeszkedése a fémfelületen, számos gyakorlati alkalmazás útját nyitotta meg. A molekuláris rétegek stabil szerkezetüknek, tapadásnövelõ és korróziógátló tulajdonságaiknak köszönhetõen alkalmazást nyernek korrózióvédelemben is.

Gyakorlati szempontból jelentõs az olyan környezetbarát vegyületek alkalmazása, melyek oxiddal/hidroxiddal borított fémfelületen képesek rendezett szerkezetu felületi rétegeket kialakítani. Festési eljárás elõtt alkalmazott, adhézió növelõ felületmódosítás esetében, az önszervezõdõ molekulák egyik reaktív végcsoportja a fém felületével alakít ki kölcsönhatást, míg a másik végcsoport majd a szerves bevonathoz fog kötõdik. Ezáltal a fém és szerves bevonat között erõs stabil kötés jön létre. Ez a felületmódosítási eljárás a kromát konverziós rétegek potenciális helyettesítõ eljárásává válhat.

Irodalom:
Gy. Tolnai, F. Csempesz, M. Kabai-Faix, E. Kálmán, Zs. Keresztes, A. L. Kovács, J. J. Ramsden, and Z. Hórvölgyi: Preparation and Characterization of Surface-Modified Silica Nanoparticles; Langmuir 17, 2683-2687 (2001)
E. I. Vargha-Butler, E. Kiss, C. N. C. Lam, Z. Keresztes, E. Kálmán, L. Zhang, A. W. Neumann: Wettability of biodegradable surfaces; Colloid Polym. Sci. 279, 1160-1168 (2001)
I. Felhõsi, J. Telegdi, G. Pálinkás, E. Kálmán: Kinetics of Self-Assembled layer formation on iron; Electrochim. Acta 47, 2335-2340 (2002)
A. Vértes, G. Vankó, Z. Németh, Z. Klencsár, E. Kuzmann, Z. Homonnay, F. H. Kármán, E. Szõcs, E. Kálmán: Nanostructure of Vapor Deposited 57-Iron Thin Films; Langmuir, 18, 1206-1210(2002)
E. Kálmán, P. Nagy, Á Csanády, K. Papp, H. K. Csorbai, Cs. Hunyadi, J. Telegdi: AFM and SEM: competiting or complement techniques?; Mat. Sci. Forum 414-415, 241-252 (2003)
P. M. Nagy, Ágnes Csanády, Erika Kálmán: The Combined Application of Nanoindentation and Scanning Probe Microscopy in Materials Sciences; Mat. Sci Forum, 414-415, 297-304 (2003)
N. M. Nagy, J. Kónya, M. Beszeda, I. Beszeda, E. Kálmán, Zs. Keresztes, K. Papp, I. Cserny: Physical and chemical formations of lead contaminants in clay and sediment; J. Colloid Interface Science 263, 13-22 (2003)
Kálmán Erika, Csanády Andrásné: Nanoszerkezetu bevonatok a felületvédelemben; Magyar Tudomány 9, 1154-1165 (2003)
É. Kiss, J. Szalma, Zs. Keresztes, E. Kálmán, M. Mohai, I. Bertóti: Adhesional stability of cadmium arachidate Langmuir-Blodgett layers; Prog. Colloid Polym. Sci. 125, 127-133 (2004)
E. Szõcs, Gy. Vastag, A. Shaban, E. Kálmán: Electrochemical behavior of inhibitor film formed on copper surface; Corros. Sci. (megjelenés alatt)
(2004)
M. Lakatos-Varsányi, A. Mikó, L. K: Varga and E. Kálmán: Electrodeposited magnetic multi nanolayers; Corrosion Sci.(megjelenés alatt)
(2004)
Gy. Tolnai, T. Seszták, P. Nagy, E. Kálmán: Preparation and characaterization of ZrO2 nanostructured coatings; Mat. Sci. Forum (megjelenés alatt) (2004)