تک لایه های خود آرا
تک لایه های آلی اجتماعاتی از مولکول های آلی هستند که از جذب مولکول ها از فاز محلول یا گازی بر روی سطح یک بستر ایجاد می شود، تک لایه و چند لایه های خود آرا روی زیر لایه های فلزی و معدنی مختلفی همچون Ag ، Au، Cu، Ge، Pt، Si، GaAs، SiO2 ، و دیگر مواد تهیه شده اند. این کار با کمک مولکول ها یا لیگاندهای پیوندی همچون آلکان تیول ها RSH، سولفیدهاRSSR ٙ ،دی سولفیدها RSSR ٙ اسیدها RCOOH و سیلوکسان ها RSiOR3 انجام شده است که در آن ها نشانه R و R ٙ مشخص کننده گروه مولکول آلی هستند.
مقید شدن به سطح برای تیول ها، سولفید ها و دی سولفید ها به کمک اتم گوگرد صورت می گیرد. یعنی ماده RS-Au روی یک زیر لایه طلا تشکیل می شود.
از جمله متداول ترین تک لایه های خود آرا روی سطح می توان به تک لایه ناشی از جذب تیول (Thiol) با نماد R-SH که در آن R مبین بقیه مولکول است، روی سطوح تک بلورین اشاره کرد. آلکان تیول ها به دلیل انحلال پذیری بزرگشان، تطبیق پذیری شان با بسیاری از گروه های عاملی آلی و سرعت واکنششان، به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. آنها به صورت خود به خودی جذب سطح می شوند در نتیجه عبارت "خود آرایی" برای آنها قابل کاربرد است. دیگر مزیت این تک لایه ها راحتی و ساده بودن شرایط تشکیل است. هنگامی که مس یا فلزاتی نظیر پلاتین، نقره و طلا در معرض تماس با تیول قرار می گیرند، تک لایه تیول طی چند ثانیه تا چند دقیقه روی سطح فلز ایجاد می شود. خودآرایی تیول ها نیاز به شرایط خاصی از جمله محیط بدون آب یا خلا ندارد. گرچه سطوح فلزی عاری از مواد آلی برای تشکیل لایه ها ضروری است، اما خواص سطح فلز نقش مهمی در فرایند خودآرایی تک لایه های ایجاد شده ایفا می کند. بنابراین سطح فلز با پیش آماده سازی، پرداخت و تمیز می شود.
البته در خیلی از موارد، مولکول های خودآرا به دلیل میل ترکیبی بالای سرگروه با سطح، جانشین مواد آلی آلوده کننده چسبیده بر سطح می گردند. از مزایای دیگر تک لایه تیولی، پایداری آن ها است که از تمایل زیاد گوگرد به تشکیل پیوند با فلزات نتیجه می شود. شکل زیر خودآرایی آلکان تیول ها بر سطح طلا را نشان می دهد.
از معروف ترین کاربردهای تک لایه های خودسامان می توان به محافظت سطح در مقابل خوردگی، اتصال لایه های مولکولی به سطح الکترود، کاربردهای الکترونیکی نظیر ساخت نیمه هادی ها و حافظه های جدید اشاره نمود. از کاربردهای اختصاصی تک لایه های خودسامان در الکتروشیمی تجزیه ای می توان به تهیه و توسعه حسگرها و زیست حسگرها با حساسیت بالا، کنترل مکانیسم واکنش های فارادی و کنترل عوامل موثر بر سرعت انتقال الکترون واکنش اشاره کرد.
