Модификация ("функционализация") неорганических поверхностей путем иммобилизации органических соединений представляется интересным способом синтеза гибридных органо - неорганических наноматериалов [1]. Так, использование проводящей (100) поверхности кремния является потенциально интересным для создания материалов для оптоэлектроники. Для ее функционализации перспективно органическое вещество порфирин (см. рисунок структуры), которое широко исследуется именно вследствие своих интересных электрических и оптических свойств. Обычно тонкие порфирин-содержащие пленки получают сублимацией, центрифугированием или известным методом Лэнгмюра-Блоджетт. К сожалению, эти методы плохо позволяют контролировать структуру и морфологию пленки, кроме того, конечные пленки оказываются растворимы в органических растворителях. Недавно порфириновые монослои были осаждены методом самосборки (SAM - self - assembling monolayers) [2]. Этот простой прием наиболее эффективен, когда достигается ковалентное связывание макроциклических соединений с поверхностными группами на различных подложках, что позволяет хорошо контролировать организацию молекул в монослое [3]. Упорядоченные молекулы порфирина, присоединенные к кремниевой подложке, могут быть использованы и в качестве материалов для хранения информации [4]. Особенное внимание в качестве подложки привлекает именно кремний из-за простоты предварительной подготовки поверхности.
Все это побудило ученых из Катании к созданию ковалентно связанного монослоя 5,10,15,20-тетракис(гидроксифенил)порфирина (рис. 1) на поверхности кремния. Схема получения представлена на рис. 2 и включает в себя:
- обработку поверхности метиловым эфиром длинноцепочечной карбоновой кислоты
- последующую реакцию эфира с третбутилоксидом калия, растворенном в ДМСО, и затем
- ковалентное присоединение производного порфирина из водного раствора.
При этом надо отметить, что из безводного ДМСО осаждение не происходило, что может быть объяснено тем, что равновесие реакции осаждения сдвинуто вправо именно благодаря присутствию на поверхности ОН--групп. Получившийся порфириновый слой прочно связан с поверхностью и не может быть с нее смыт простым растворением. AFM изображение поверхности полученного монослоя приведено на рис. 3. Полученный материал обладает люминесцентными свойствами, что еще больше расширяет область его потенциального применения.
- Osa, T.; Fujihira,M. Nature1976, 264, 349.
- Li, D. Q.; Swanson, B. I.; Robinson, J. M.; Hoffbauer, M. A. J. Am. Chem. Soc.1993, 115, 6975.
- Zhang, Z.; Hou, S.; Zhu, Z.; Liu, Z. Langmuir 2000, 16, 537.
- Liu, Z.; Yasseri, A. A.; Lindsey, J. S.; Bocian, D. F. Science 2003, 302, 1543.
пришёл в себя "пацтулом".
