研究目的
设计并合成带有联苯甲酸基团的柱[5]芳烃衍生物用于挥发性有机化合物检测，制备Langmuir-Blodgett薄膜，并采用SPR和QCM技术表征其传感性能。
研究成果
P5-BPCA LB薄膜对氯甲烷蒸气表现出高灵敏度和选择性，且响应具有可重复性和可逆性。该薄膜的厚度和质量沉积等特性已得到良好表征，由于其主客体相互作用和扩散行为，在挥发性有机化合物（VOC）传感应用方面展现出潜力。
研究不足
该研究仅限于特定有机蒸气（卤代烷烃和芳香烃）及室温条件。LB膜的制备与传感性能可能受环境因素影响，且选择性主要针对氯甲烷。
1：实验设计与方法选择：
研究包括合成P5-BPCA，在镀金玻璃和石英晶体基底上制备LB薄膜，并采用SPR和QCM技术表征薄膜及其对各种有机蒸气的响应。应用菲克扩散定律分析溶胀行为。
2：样本选择与数据来源：
样本包含合成的P5-BPCA、有机蒸气（卤代烷烃和芳香烃）以及基底（镀金玻璃和石英晶体）。数据通过SPR和QCM测量获取。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Nima Technology 622型LB槽、BIOSUPLAR 6 321型SPR光谱仪、GTE SYLVANIA的3.5 MHz石英晶体QCM、Varian 400 MHz核磁共振仪、TruSpec元素分析仪、Bruker傅里叶变换红外光谱仪、Zeiss EVO LS10扫描电镜、Krüss FM40Mk2接触角仪、NT-MDT原子力显微镜NTEGRA Solaris。材料包括Sigma-Aldrich、Merck、Acros和TCI提供的各类化学品。
4：5 MHz石英晶体QCM、Varian 400 MHz核磁共振仪、TruSpec元素分析仪、Bruker傅里叶变换红外光谱仪、Zeiss EVO LS10扫描电镜、Krüss FM40Mk2接触角仪、NT-MDT原子力显微镜NTEGRA Solaris。材料包括Sigma-Aldrich、Merck、Acros和TCI提供的各类化学品。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：P5-BPCA的合成、18 mN m?1表面压力下的LB薄膜沉积、循环暴露于蒸气和干燥空气的SPR与QCM测量、使用Winspall软件和Sauerbrey方程进行数据分析。
5：数据分析方法：
采用菲涅尔理论计算厚度，Sauerbrey方程计算质量变化，菲克定律计算扩散系数，统计方法确定灵敏度和检测限。
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FTIR Spectrometer
Bruker Fourier Transform Infrared FTIR (ATR)
Bruker
Used for infrared spectroscopy to identify functional groups in compounds.
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SEM
Zeiss EVO LS10
Zeiss
Used for scanning electron microscopy to observe surface morphology of thin films.
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LB trough
622
Nima Technology
Used for depositing Langmuir-Blodgett thin films by compressing and transferring monolayers onto substrates.
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SPR Spectrometer
BIOSUPLAR 6 Model 321
Used for surface plasmon resonance measurements to characterize thin film thickness and monitor kinetic responses to vapors.
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Quartz Crystal Microbalance
3.5 MHz
GTE SYLVANIA
Used to measure mass changes on the quartz crystal surface due to vapor adsorption and desorption.
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NMR Spectrometer
Varian 400 MHz
Varian
Used for 1H-NMR and 13C-NMR spectroscopy to characterize synthesized compounds.
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Elemental Analyzer
TruSpec
Used for elemental analysis of synthesized compounds.
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Contact Angle Instrument
Krüss FM40Mk2 EasyDrop
Krüss
Used to measure water contact angles on surfaces to assess wetting properties.
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AFM
NT-MDT AFM NTEGRA Solaris
NT-MDT
Used for atomic force microscopy to investigate surface topography of thin films.
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