Nghiên cứu ảnh hưởng của các chất hòa tan lên cấu trúc phân tử bề mặt phân cách chất lỏng không khí bằng quang phổ học dao động tần số tổng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Huệ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT HÒA TAN LÊN CẤU TRÚC PHÂN TỬ BỀ MẶT PHÂN CÁCH CHẤT LỎNG - KHƠNG KHÍ BẰNG QUANG PHỔ HỌC DAO ĐỘNG TẦN SỐ TỔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội – 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Huệ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT HÒA TAN LÊN CẤU TRÚC PHÂN TỬ BỀ MẶT PHÂN CÁCH CHẤT LỎNG - KHƠNG KHÍ BẰNG QUANG PHỔ HỌC DAO ĐỘNG TẦN SỐ TỔNG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62 44 01 09 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Anh Tuấn PGS TS Nguyễn Thế Bình Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết luận án hoàn tồn trung thực chƣa đƣợc cơng bố luận án khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Huệ LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Anh Tuấn PGS TS Nguyễn Thế Bình tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình học tập thực nội dung nghiên cứu luận án Các thày giúp đỡ, cho em lời khuyên bổ ích, lời động viên lúc em gặp khó khăn truyền cho em niềm say mê khoa học Trong suốt trình nghiên cứu em nhận nhiều giúp đỡ Thầy, Cô giáo Bộ môn Quang lượng tử, Trung tâm Khoa học Vật liệu – Khoa Vật lý giúp đỡ em thực số phép đo đạc, khảo sát mẫu Tôi xin gửi lời cảm ơn tới GS Doseok Kim TS Woongmo Sung, khoa Vật lý, trường đại học Sogang, Hàn Quốc giúp đỡ tơi q trình xây dựng quy trình tạo mẫu cung cấp hóa chất thí nghiệm thơng qua chương trình hợp tác hai trường ĐH Khoa học Tự nhiên-ĐHQG Hà Nội ĐH Sogang - Hàn Quốc Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Hà Nội đề tài mã số QG.18.18, xin chân thành cảm ơn Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường đại học Hùng Vương tạo điều kiện, hỗ trợ tơi kinh phí thời gian để thực tốt đề tài nghiên cứu Tơi xin cảm ơn đồng nghiệp Bộ môn Vật lý, khoa Khoa học Tự nhiên, trường ĐH Hùng Vương - Phú Thọ tạo điều kiện thời gian động viên suốt thời gian học tập thực đề tài Cuối cùng, xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè ln bên chia sẻ, giúp đỡ động viên suốt trình học tập thực luận án Hà Nội, ngày …… tháng …… năm 2018 Tác giả luận án Nguyễn Thị Huệ MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT .4 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẶT PHÂN CÁCH CHẤT LỎNG – KHƠNG KHÍ VÀ KỸ THUẬT QUANG PHỔ HỌC DAO ĐỘNG TẦN SỐ TỔNG .17 1.1 Mặt phân cách chất lỏng - khơng khí .17 1.1.1 Vai trò mặt phân cách chất lỏng - khơng khí 17 1.1.2 Đơn lớp Langmuir ứng dụng 19 1.1.3 Động lực học bề mặt phân cách chất lỏng – không khí 21 1.1.4 Sự chuyển pha đơn lớp Langmuir 24 1.1.5 Phƣơng pháp tạo mẫu đơn lớp Langmuir .25 1.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu mặt phân cách chất lỏng – không khí 27 1.2.1 Phƣơng pháp kính hiển vi góc Brewster 27 1.2.2 Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X 30 1.2.3 Quang phổ hấp thụ - phản xạ hồng ngoại .32 1.3 Quang phổ học dao động tần số tổng (SFG-VS) 34 1.3.1 Cơ sở lý thuyết hiệu ứng phát tần số tổng 34 1.3.2 Các kết nghiên cứu mặt phân cách chất lỏng - khơng khí phƣơng pháp SFG-VS gần .47 1.4 Kết luận chƣơng 56 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM .58 2.1 Quang phổ kế tần số tổng 58 2.1.1 Giới thiệu quang phổ kế tần số tổng phịng thí nghiệm 58 2.1.2 Sơ đồ hình học SFG thực nghiệm 59 2.1.3 Thiết lập thực nghiệm nguyên lý hoạt động hệ đo EKSPLA-SF41 60 2.2 Tạo mẫu màng đơn lớp Langmuir bề mặt dung dịch 65 2.2.1 Hóa chất dụng cụ thí nghiệm 65 2.2.2 Quy trình tạo mẫu màng đơn lớp Langmuir bề mặt chất lỏng .68 2.3 Xác định đƣờng cong đẳng nhiệt π - A phƣơng pháp phẳng Wilhelmy 70 2.3.1 Phƣơng pháp phẳng Wilhelmy 70 2.3.2 Các bƣớc tiến hành thí nghiệm xác định áp suất bề mặt đơn lớp Langmuir 72 2.4 Kết luận chƣơng 74 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU SỰ CHUYỂN PHA CỦA ĐƠN LỚP AXÍT ARACHIDIC TRÊN BỀ MẶT NƢỚC 75 3.1 Nghiên cứu chuyển pha đơn lớp axit arachidic bề mặt nƣớc nguyên chất 75 3.1.1 Đƣờng đẳng nhiệt π – A 75 3.1.2 Nghiên cứu chuyển pha đơn lớp Langmuir AA phƣơng pháp quang phổ học dao động tần số tổng 79 3.2 Cấu trúc phân tử đơn lớp axit arachidic mặt phân cách nƣớc khơng khí 86 3.2.1 Cấu trúc bề mặt phân cách nƣớc - khơng khí 86 3.2.2 Mặt phân cách đơn lớp Langmuir axít arachidic – nƣớc nguyên chất 88 3.3 Kết luận chƣơng 92 CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT HÒA TAN LÊN CẤU TRÚC ĐƠN LỚP AXÍT ARACHIDIC TẠI MẶT PHÂN CÁCH NƢỚC - KHƠNG KHÍ 94 4.1 Ảnh hƣởng pH 94 4.2 Ảnh hƣởng anion halogen 104 4.2.1 Ảnh hƣởng anion I¯, Cl¯ 104 4.2.2 Ảnh hƣởng anion F¯ 110 4.3 Ảnh hƣởng cation kim loại kiềm Na+ K+ 114 4.4 Ảnh hƣởng cation kim loại La3+ Fe3+ 118 4.4.1 Chuẩn bị mẫu đơn lớp AA dung dịch LaCl3 FeCl3 119 4.4.2 Ảnh hƣởng ion La3+ Fe3+ 120 4.5 Kết luận chƣơng 127 KẾT LUẬN 129 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN .131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết Từ đƣợc viết tắt Tiếng Việt Arachidic Acid Axit arachidic tắt AA BuOH 1-Butanol Pha C Collapsed phase Pha sụp đổ đơn lớp DFG Difference frequency Generation Phát tần số hiệu DPPC Dipalmitoyl phosphatidyl choline GIXD Grazing incidence X-ray diffraction Nhiễu xạ tia X góc HSA Human serum albumin Albumin huyết ngƣời IR Infrared Hồng ngoại LB Langmuir Blodgett LE Liquid - expand Lỏng - mở rộng LC Liquid - condensed Lỏng xếp chặt M mol/L mM mmol/L PMIRRAS Polarization modulation - Infrared reflection - absorption spectroscopy Quang phổ hấp thụ - phản xạ hồng ngoại - điều biến phân cực SF Sum-Frequency Tần số tổng SFG Sum-Frequency Generation Sự phát tần số tổng SFG-VS Sum-Frequency Generation Vibrational Spectroscopy Quang phổ dao động tần số tổng SHG Second Harmonics Generation Sự phát họa ba bậc hai S/N signal/noise Tỷ số tín hiệu/nhiễu TC Tilted Condensed Xếp chặt nghiêng UC Untilted Condensed Xếp chặt không nghiêng VIS Visible Khả kiến WOS Wagner - Onsager - Samaras DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các mode IR sử dụng để phân tích phổ IRRAS .33 Bảng 1.2 Một số mode dao động đặc trƣng phân tử mặt phân cách alcohol CnH2n+1OH (n = - 8) – không khí (đơn vị cm-1) 49 Bảng 1.3 Một số mode dao động đặc trƣng đơn lớp Langmuir axit palmitic nƣớc mặt phân cách 54 Bảng 2.1 Các bƣớc sóng sử dụng ống nhân quang điện PMT1 PMT2 63 Bảng 2.2 Các thơng số hóa chất đƣợc sử dụng luận án 67 Bảng 2.3 Dụng cụ thí nghiệm đƣợc sử dụng luận án 67 Bảng 3.1 Giá trị áp suất bề mặt (π) đơn lớp Langmuir AA/nƣớc 76 Bảng 3.2 Sự gán đỉnh phổ SFG đơn lớp Langmuir AA bề mặt nƣớc nguyên chất pha khác 81 Bảng 3.3 Giá trị tỷ số cƣờng độ SFG ICH3SS / ICH2SS đơn lớp AA/nƣớc 81 Bảng 3.4 Sự gán đỉnh phổ SFG đơn lớp Langmuir AA/nƣớc nguyên chất cấu hình phân cực SSP, SPS PPP 91 Bảng 4.1 Tỷ số cƣờng độ SF ICH3SS / ICH2SS từ đơn lớp 1-BuOH dung dịch NaI NaCl .107 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Đơn lớp Langmuir mặt phân cách nƣớc – khơng khí 19 Hình 1.2 Mơ hình lực tác dụng phân tử nằm khối bề mặt chất lỏng .21 Hình Mơ hình biểu diễn áp suất bề mặt đơn lớp phát sinh từ hành động ―đẩy‖ lẫn phân tử liền kề thuộc đơn lớp, hành động chống lại hành động ―kéo‖ sức căng bề mặt chất lỏng bên dƣới đơn lớp 23 Hình 1.4 Đƣờng cong đẳng nhiệt áp suất - diện tích bề mặt/phân tử (π - A) 25 Hình 1.5 Mơ hình tạo mẫu đơn lớp Langmuir 27 Hình 1.6 Sơ đồ thiết lập kính hiển vi góc Brewster 28 Hình 1.7 Ảnh chụp BAM đơn lớp HSA pha xếp chặt (a) đơn lớp hỗn hợp HSA - DPPC tỷ lệ khối lƣợng XDPPC = 0,5 (b) 29 Hình 1.8 Hình ảnh đơn lớp axit arachidic sau bị sụp đổ bề mặt nƣớc (a) bề mặt dung dịch CaCl2 (b) 30 Hình 1.9 Các cation Fe3+ La3+ liên kết với nhóm chức đơn lớp AA 31 Hình 10 Sơ đồ trình SFG từ bề mặt phân cách 35 Hình 1.11 Sơ đồ chuyển dời mức lƣợng xạ tần số tổng 36 Hình 1.12 Sơ đồ miêu tả SFG từ hệ thống mặt phân cách mơi trƣờng tuyến tính (I) mơi trƣờng phi tuyến (II) 40 Hình 1.13 Sơ đồ bố trí phép đo SFG bề mặt đơn lớp/nƣớc, ωVIS tần số chùm khả kiến cố định, ωIR tần số chùm hồng ngoại có bƣớc sóng điều chỉnh đƣợc, ωSFG tần số tín hiệu tần số tổng .43 Hình 1.14 Phổ SFG (a) sơ đồ minh họa cấu trúc phân tử (b) mặt phân cách hỗn hợp methanol + nƣớc – khơng khí 48 Hình 1.15 Các phổ SFG từ mặt phân cách: nƣớc – OTS – thạch anh (a); nƣớc – khơng khí (b); Hexane – nƣớc (c); nƣớc băng – thạch anh (d) 50 Hình 1.16 Xu hƣớng bề mặt anion halogen mặt phân cách nƣớc - khơng khí 52 dẫn đến đơn lớp trung hòa điện, mạng liên kết hydro phân tử nƣớc bề mặt trật tự tƣơng tác yếu với đơn lớp Do kích thƣớc xu hƣớng bề mặt lớn nên cation K+ gây xáo trộn mạnh lên cấu trúc đơn lớp AA mạng OH liên kết hydro mặt phân cách so với cation Na+  Các cation La3+ tƣơng tác với anion carboxylate đơn lớp theo tƣơng tác Coulomb gây trật tự cấu trúc mặt phân cách đơn lớp AA – nƣớc Trong dung dịch FeCl3, thành phần sắt tồn ba loại ion Fe3+, Fe(OH)2+ thành phần khơng tan Fe(OH)3, nhƣng có Fe(OH)3 liên kết tạo phức với nhóm cacboxylic đơn lớp AA làm tăng cƣờng trật tự cấu trúc mặt phân cách 128 KẾT LUẬN Lần Việt Nam ứng dụng phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng để nghiên cứu cách hệ thống ảnh hƣởng chất hòa lên cấu trúc mặt phân cách đơn lớp Langmuir - nƣớc, luận án thu đƣợc kết sau: Xây dựng quy trình tạo mẫu màng đơn lớp Langmuir bề mặt chất lỏng Nghiên cứu chuyển pha đơn lớp axit arachidic bề mặt nƣớc phƣơng pháp sức căng bề mặt khảo sát đƣờng cong đẳng nhiệt π – A phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng cho kết trùng cho thấy phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng nhạy với thay đổi cấu trúc đơn lớp Với kết hợp phân cực khác nhau, phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng nghiên cứu thành công trật tự cấu trúc đơn lớp AA pha cấp độ phân tử Sử dụng phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng để nghiên cứu ảnh hƣởng pH nƣớc làm thay đổi trật tự cấu trúc mạng liên kết OH mặt phân cách đáng kể Tại giá trị pH thấp (pH = 2,0, 3,4), đơn lớp trung hòa điện, phổ dao động tần số tổng phân tử nƣớc bề mặt pH thấp bộc lộ mạng liên kết hydro trật tự tƣơng tác yếu với đơn lớp Tại pH ≥ 7, đơn lớp AA tích điện âm nhƣờng H+, tạo điện trƣờng bề mặt để định hƣớng lại phân tử nƣớc thiết lập cấu trúc nƣớc trật tự Khi pH = 11, đơn lớp nhƣờng proton gần nhƣ hoàn toàn sinh điện trƣờng bề mặt mạnh cảm ứng cấu trúc ―ice-like‖ đơn lớp Langmuir AA lớp nƣớc mặt phân cách Sử dụng phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng để nghiên cứu ảnh hƣởng ion halogen lên cấu trúc bề mặt phân cách phụ phụ thuộc vào xu hƣớng lên bề mặt loại anion Các anion Cl¯ I¯ có xu hƣớng lên bề mặt cao, làm xáo trộn cấu trúc trật tự mặt phân cách, F¯ lại làm tăng cƣờng trật tự cấu trúc nƣớc mặt phân cách đơn lớp xu hƣớng bề mặt F¯ thấp hơn, anion F¯ không lên lớp phân tử nƣớc mà chúng 129 bên dƣới vài lớp nƣớc Sự solvat hóa phân tử nƣớc bao xung quanh anion F¯ tạo thành lớp vỏ solvat vùng phân cách dẫn đến phù hợp mạng đơn lớp AA cấu trúc tinh thể băng nƣớc bề mặt Sử dụng phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng để nghiên cứu ảnh hƣởng cation kiềm K+ Na+ nƣớc lên cấu trúc mặt phân đơn lớp axit arachidic – nƣớc Tƣơng tác cation với anion carboxylate đơn lớp AA theo tƣơng tác Coulomb dẫn đến đơn lớp trung hòa điện, mạng liên kết hydro phân tử nƣớc bề mặt trật tự tƣơng tác yếu với đơn lớp Do kích thƣớc xu hƣớng bề mặt lớn nên cation K+ gây xáo trộn mạnh lên cấu trúc đơn lớp AA mạng OH liên kết hydro mặt phân cách so với cation Na+ Sử dụng phƣơng pháp quang phổ dao động tần số tổng để nghiên cứu ảnh hƣởng cation La3+ Fe3+ lên cấu trúc đơn lớp axit arachidic thông qua tƣơng tác cation lên đơn lớp bề mặt dung dịch LaCl FeCl3 có nồng độ dung dịch 1mM Các cation La3+ tƣơng tác với anion carboxylate đơn lớp theo tƣơng tác Coulomb gây trật tự cấu trúc mặt phân cách đơn lớp AA – nƣớc Trong đó, Fe3+ thể chế tƣơng tác hoàn toàn khác La3+, tạo phức Fe(OH)3 với nhóm cacboxylic đơn lớp AA làm tăng cƣờng tín hiệu dao động từ mạng liên kết có dạng băng ―ice-like‖ tự cấu trúc mặt phân cách Kết thú vị mẻ hiểu biết tạo phức đơn lớp Langmuir bề mặt dung dịch nhƣ tìm khác so với điều kiện tạo phức dung dịch khối 130 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1] Nguyễn Thị Huệ, Hùng Thị Nguyệt Minh, Nguyễn Thế Bình, Nguyễn Anh Tuấn (2016), ―Ứng dụng kỹ thuật quang phổ phát tần số tổng để nghiên cứu phổ dao động phân tử bề mặt chất lỏng‖, Kỷ yếu Hội nghị quốc gia: Những tiến Vật lý kỹ thuật ứng dụng IV (ISBN: 978-604-913-232-2), tr 280-284 [2] Nguyen Thi Hue, Vu Thanh Tam, Nguyen Anh Tuan (2017), ―Effect of halide anions on structure of 1-butanol monolayer/water interface probed by sumfrequency vibrational spectroscopy‖, VNU Journal of Science: Mathematics – Physics 33 (1), pp 8-13 [3] Nguyen Thi Hue, Vu Thanh Tam, Nguyen Anh Tuan (2017), ―Study of Langmuir Monolayers of Arachidic Acid on Saline Solutions Using Sum-frequency Generation Vibrational Spectroscopy‖, VNU Journal of Science: Mathematics – Physics 33 (2), pp 42-47 [4] Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Trọng Uyển, Nguyễn Anh Tuấn (2017), ―Ảnh hƣởng pH nƣớc lên cấu trúc đơn lớp Langmuir axit arachidic quang phổ dao động tần số tổng‖, Tạp chí Hóa học 55(5B), tr 205-208 [5] Nguyen Thi Hue, Nguyen The Binh, Nguyen Anh Tuan (2018), ―Effect of Alkali Cations on Structure of Arachidic Acid Langmuir Monolayer/Water Interface Probed by Sum-frequency Vibrational Spectroscopy‖, The 5th Academic Conference on Natural Science for Young Scientists, Master and PhD, Students from Asean Countries (CASEAN – 5) (ISBN: 978-604-913-714-3), pp 290-294 [6] Nguyen Thi Hue, Nguyen The Binh, Nguyen Anh Tuan (2018), ―Interaction of Arachidic Acid Langmuir Monolayers with Trivalent Ions La3+ and Fe3+ Studied by Vibrational Sum-frequency Spectroscopy‖, Materials Transactions 59 (7), pp 10871090 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Alonso C., Alig T., Yoon J., Bringezu F., Warriner H., and Zasadzinski J A (2004), "More than a monolayer: relating lung surfactant structure and mechanics to composition", Biophysical Journal 87, pp 4188-4202 [2] Borukhov I., Andelman D., and Orland H (1997), "Steric effects in electrolytes: A modified Poisson-Boltzmann equation", Physical review letters 79, pp 435-438 [3] Boyd R W (2003), Nonlinear optics, Academic press, New Jersey [4] Boyer R F (2006), Concepts in biochemistry, Wiley, New York [5] Brezesinski G and Möhwald H (2003), "Langmuir monolayers to study interactions at model membrane surfaces", Advances in colloid and interface science 100, pp 563-584 [6] Bu W., Vaknin D., and Travesset A (2006), "How Accurate Is Poisson− Boltzmann Theory for Monovalent Ions near Highly Charged Interfaces?", Langmuir 22, pp 5673-5681 [7] Bu W and Vaknin D (2008), "Bilayer and trilayer crystalline formation by collapsing behenic acid monolayers at gas/aqueous interfaces", Langmuir 24, pp 441-447 [8] Buffeteau T., Desbat B., and Eyquem D (1996), "Attenuated total reflection Fourier transform infrared microspectroscopy: Theory and application to polymer samples", Vibrational spectroscopy 11, pp 29-36 [9] Chen H., Gan W., Lu R., Guo Y., and Wang H.-f (2005), "Determination of structure and energetics for gibbs surface adsorption layers of binary liquid mixture methanol+ water", The Journal of Physical Chemistry B 109, pp 8064-8075 [10] Chudinova G K., Nagovitsyn I y A e., Karpov R E e., and Savranskii V V e (2003), "Immunosensor systems with the Langmuir-film-based fluorescence detection", Quantum Electronics 33, pp 765-770 [11] Clementi F and Fumagalli G (2015), General and Molecular Pharmacology: Principles of Drug Action, John Wiley & Sons, New York 132 [12] Cornut I., Desbat B., Turlet J M., and Dufourcq J (1996), "In situ study by polarization modulated Fourier transform infrared spectroscopy of the structure and orientation of lipids and amphipathic peptides at the air-water interface", Biophysical journal 70, pp 305-312 [13] Corp E (2011), SFG spectrometer, Technical description and user’s manual, Lithinua, Lithuania [14] Das B., Sharma B., and Chandra A (2018), "Effects of tert-Butyl Alcohol on Water at the Liquid–Vapor Interface: Structurally Bulk-like but Dynamically Slow Interfacial Water", The Journal of Physical Chemistry C 122, pp 93749388 [15] DeRuiter J (2002), Principles of drug action, Springer, Berlin [16] Devlin J P and Buch V (2003), Ice Nanoparticles and Ice Adsorbate Interactions: FTIR Spectroscopy and Computer Simulations in Water in Confining Geometries, ed: Springer, pp 425-462 [17] Donaldson D and Vaida V (2006), "The influence of organic films at the air− aqueous boundary on atmospheric processes", Chemical reviews 106, pp 1445-1461 [18] Dos Santos A P and Levin Y (2011), "Ions at the water–oil interface: interfacial tension of electrolyte solutions", Langmuir 28, pp 1304-1308 [19] Du Q., Superfine R., Freysz E., and Shen Y (1993), "Vibrational spectroscopy of water at the vapor/water interface", Physical Review Letters 70, pp 2313-2316 [20] Du Q., Freysz E., and Shen Y R (1994), "Surface vibrational spectroscopic studies of hydrogen bonding and hydrophobicity", Science-AAAS-Weekly Paper Edition-including Guide to Scientific Information 264, pp 826-827 [21] Erbil H Y (2006), Surface chemistry of solid and liquid interfaces, Blackwell Publishing Ltd, Oxford [22] Facchini M C., Mircea M., Fuzzi S., and Charlson R J (1999), "Cloud albedo enhancement by surface-active organic solutes in growing droplets", Nature 401, pp 257-259 133 [23] Facchini M C., Decesari S., Mircea M., Fuzzi S., and Loglio G (2000), "Surface tension of atmospheric wet aerosol and cloud/fog droplets in relation to their organic carbon content and chemical composition", Atmospheric Environment 34, pp 4853-4857 [24] Feng R.-R., Guo Y., and Wang H.-F (2014), "Reorientation of the ―free OH‖ group in the top-most layer of air/water interface of sodium fluoride aqueous solution probed with sum-frequency generation vibrational spectroscopy", The Journal of chemical physics 141, pp 18C507 (1-10) [25] Flach C R., Brauner J W., Taylor J W., Baldwin R C., and Mendelsohn R (1994), "External reflection FTIR of peptide monolayer films in situ at the air/water interface: experimental design, spectra-structure correlations, and effects of hydrogen-deuterium exchange", Biophysical journal 67, pp 402410 [26] Fleck C C and Netz R R (2005), "Counterion density profiles at charged flexible membranes", Physical review letters 95, pp 128101 [27] Gayen S., Sanyal M., Sarma A., Wolff M., Zhernenkov K., and Zabel H (2010), "Polarized neutron reflectivity study of spin vortices formed in Gdbased Langmuir-Blodgett films", Physical Review B 82, pp 174429 (1-5) [28] Graf K and Kappl M (2006), Physics and chemistry of interfaces, John Wiley & Sons, New York [29] Gragson D., McCarty B., and Richmond G (1997), "Ordering of interfacial water molecules at the charged air/water interface observed by vibrational sum frequency generation", Journal of the American Chemical Society 119, pp 6144-6152 [30] Guyot-Sionnest P., Hunt J., and Shen Y (1987), "Sum-frequency vibrational spectroscopy of a Langmuir film: Study of molecular orientation of a twodimensional system", Physical Review Letters 59, pp 1597-1600 [31] Guyot-Sionnest P., Superfine R., Hunt J., and Shen Y (1988), "Vibrational spectroscopy of a silane monolayer at air/solid and liquid/solid interfaces using sum-frequency generation", Chemical physics letters 144, pp 1-5 134 [32] Hénon S and Meunier J (1991), "Microscope at the Brewster angle: Direct observation of first‐order phase transitions in monolayers", Review of Scientific Instruments 62, pp 936-939 [33] Hue N T., Binh N T., and Tuan N A (2018), "Interaction of Arachidic Acid Langmuir Monolayers with Trivalent Ions La3+ and Fe3+ Studied by Vibrational Sum-Frequency Spectroscopy", Materials Transactions 59 (7), pp 1087-1090 [34] Hunt J., Guyot-Sionnest P., and Shen Y (1987), "Observation of CH stretch vibrations of monolayers of molecules optical sum-frequency generation", Chemical physics letters 133, pp 189-192 [35] Jackson J D (2007), Classical electrodynamics, John Wiley & Sons, New York [36] Jungwirth P and Tobias D J (2001), "Molecular structure of salt solutions: a new view of the interface with implications for heterogeneous atmospheric chemistry", The Journal of Physical Chemistry B 105, pp 10468-10472 [37] Jungwirth P and Tobias D J (2002), "Ions at the air/water interface," ed: ACS Publications, 2002 [38] Jungwirth P and Tobias D J (2006), "Specific ion effects at the air/water interface", Chemical reviews 106, pp 1259-1281 [39] Kaganer V., Osipov M., and Peterson I (1993), "A molecular model for tilting phase transitions between condensed phases of Langmuir monolayers", The Journal of chemical physics 98, pp 3512-3527 [40] Kester D R., Duedall I W., Connors D N., and Pytkowicz R M (1967), "Preparation of artificial seawater", Limnology and oceanography 12, pp 176-179 [41] Kmetko J., Datta A., Evmenenko G., and Dutta P (2001), "The effects of divalent ions on Langmuir monolayer and subphase structure: A grazingincidence diffraction and Bragg rod study", The Journal of Physical Chemistry B 105, pp 10818-10825 135 [42] Langmuir I (1917), "The constitution and fundamental properties of solids and liquids II Liquids", Journal of the American Chemical Society 39, pp 1848-1906 [43] Le Calvez E., Blaudez D., Buffeteau T., and Desbat B (2001), "Effect of cations on the dissociation of arachidic acid monolayers on water studied by polarization-modulated infrared Langmuir 17, pp 670-674 [44] reflection− absorption spectroscopy", Leng C., Han X., Shao Q., Zhu Y., Li Y., Jiang S., et al (2014), "In situ probing of the surface hydration of zwitterionic polymer brushes: structural and environmental effects", The Journal of Physical Chemistry C 118, pp 15840-15845 [45] Levin Y (2009), "Polarizable ions at interfaces", Physical review letters 102, pp 147803 (1-4) [46] Liljeblad J F and Tyrode E (2012), "Vibrational sum frequency spectroscopy studies at solid/liquid interfaces: Influence of the experimental geometry in the spectral shape and enhancement", The Journal of Physical Chemistry C 116, pp 22893-22903 [47] Liu D., Ma G., Levering L M., and Allen H C (2004), "Vibrational spectroscopy of aqueous sodium halide solutions and air− liquid interfaces: Observation of increased interfacial depth", The Journal of Physical Chemistry B 108, pp 2252-2260 [48] Lorenz C D and Travesset A (2006), "Atomistic simulations of Langmuir monolayer collapse", Langmuir 22, pp 10016-10024 [49] Lu R., Gan W., Wu B.-h., Zhang Z., Guo Y., and Wang H.-f (2005), "C− H stretching vibrations of methyl, methylene and methine groups at the vapor/alcohol (n= 1− 8) interfaces", The Journal of Physical Chemistry B 109, pp 14118-14129 [50] Lundquist M (1978), "Molecular arrangement in condensed monolayer phases", Progress in the chemistry of fats and other lipids 16, pp 101-124 [51] Martin T (1998), "Phosphoinositide lipids as signaling molecules: common themes for signal transduction, cytoskeletal regulation, and membrane 136 trafficking", Annual review of cell and developmental biology 14, pp 231264 [52] Mendelsohn R., Mao G., and Flach C R (2010), "Infrared reflection– absorption spectroscopy: principles and applications to lipid–protein interaction in Langmuir films", Biochimica et Biophysica Acta (BBA)Biomembranes 1798, pp 788-800 [53] Miranda P., Du Q., and Shen Y (1998), "Interaction of water with a fatty acid Langmuir film", Chemical physics letters 286, pp 1-8 [54] Murphy D., Thomson D., and Mahoney M (1998), "In situ measurements of organics, meteoritic material, mercury, and other elements in aerosols at to 19 kilometers", Science 282, pp 1664-1669 [55] Myers D (1999), Surfaces, interfaces and colloids: Principles and Applications, Wiley-VCH, New York [56] Nayak A and Suresh K (2008), "Conductivity of Langmuir-Blodgett films of a disk-shaped liquid-crystalline molecule–DNA complex studied by current-sensing atomic force microscopy", Physical Review E 78, pp 021606 [57] Nelson D L., Lehninger A L., and Cox M M (2008), Lehninger principles of biochemistry, E ed., Macmillan, London [58] Netz R R (1999), "Debye-Hückel theory for interfacial geometries", Physical Review E 60, pp 3174-3182 [59] Noziere B and Esteve W (2005), "Organic reactions increasing the absorption index of atmospheric sulfuric acid aerosols", Geophysical Research Letters 32, pp L03812 (1-5) [60] Onsager L and Samaras N N (1934), "The surface tension of Debye‐Hückel electrolytes", The Journal of Chemical Physics 2, pp 528536 [61] Panofsky W K and Phillips M (2005), Classical electricity and magnetism, Courier Corporation, Chelmsford 137 [62] Paul S., Pearson C., Molloy A., Cousins M., Green M., Kolliopoulou S., et al (2003), "Langmuir− Blodgett film deposition of metallic nanoparticles and their application to electronic memory structures", Nano Letters 3, pp 533-536 [63] Perakis F., Marco L D., Shalit A., Tang F., Kann Z R., K hne T D., et al (2016), "Vibrational spectroscopy and dynamics of water", Chemical reviews 116, pp 7590-7607 [64] Pezron E., Claesson P M., Berg J M., and Vollhardt D (1990), "Stability of arachidic acid monolayers on aqueous salt solutions", Journal of Colloid and Interface Science 138, pp 245-254 [65] Pollack G H., Cameron I L., and Wheatley D N (2006), Water and the Cell, Springer, Berlin [66] Pomerantz M., Dacol F., and Segmüller A (1978), "Preparation of literally two-dimensional magnets", Physical Review Letters 40, pp 246-249 [67] Popovitz-Biro R., Wang J., Majewski J., Shavit E., Leiserowitz L., and Lahav M (1994), "Induced freezing of supercooled water into ice by selfassembled crystalline monolayers of amphiphilic alcohols at the air-water interface", Journal of the American Chemical Society 116, pp 1179-1191 [68] Rasing T., Shen Y., Kim M W., Valint Jr P., and Bock J (1985), "Orientation of surfactant molecules at a liquid-air interface measured by optical second-harmonic generation", Physical Review A 31, pp 537 [69] Raymond E A and Richmond G L (2004), "Probing the molecular structure and bonding of the surface of aqueous salt solutions", The Journal of Physical Chemistry B 108, pp 5051-5059 [70] Richmond G (2002), "Molecular bonding and interactions at aqueous surfaces as probed by vibrational sum frequency spectroscopy", Chemical Reviews 102, pp 2693-2724 [71] Riviere S., Hénon S., Meunier J., Albrecht G., Boissonnade M., and Baszkin A (1995), "Electrostatic pressure and line tension in a Langmuir monolayer", Physical review letters 75, pp 2506-2509 138 [72] Rodríguez Patino J M., Sánchez C C., and Rodríguez Niño M R (1999), "Morphological and structural characteristics of monoglyceride monolayers at the air− water interface observed by Brewster angle microscopy", Langmuir 15, pp 2484-2492 [73] Rosenfeld D., Lohmann U., Raga G B., O'Dowd C D., Kulmala M., Fuzzi S., et al (2008), "Flood or drought: how aerosols affect precipitation?", science 321, pp 1309-1313 [74] Seok S., Kim T J., Hwang S Y., Kim Y D., Vaknin D., and Kim D (2009), "Imaging of collapsed fatty acid films at air− water interfaces", Langmuir 25, pp 9262-9269 [75] Shen Y (2016), Fundamentals of Sum-Frequency Spectroscopy In Fundamentals of Sum-Frequency Spectroscopy, Cambridge University Press, Cambridge [76] Shen Y R (1984), The principles of nonlinear optics, Wiley-Interscience, New York [77] Sherwin J A (2011), Langmuir monolayers in thin film technology, Nova Science Publ., New York [78] Solomon S., Qin D., Manning M., Marquis M., Averyt K., Tignor M., et al (2007), Climate change 2007: The physical science basis, Cambrige Univ Press, New York [79] Stuart M C., Wegh R., Kroon J., and Sudholter E (1996), "Design and testing of a low-cost and compact Brewster angle microscope", Langmuir 12, pp 2863-2865 [80] Sung J., Jeon Y., Kim D., Iwahashi T., Seki K., Iimori T., et al (2006), "Gibbs monolayer of ionic liquid+ H O mixtures studied by surface tension measurement and sum-frequency generation spectroscopy", Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 284, pp 84-88 [81] Sung W., Kim D., and Shen Y (2013), "Sum-frequency vibrational spectroscopic studies of Langmuir monolayers", Current Applied Physics 13, pp 619-632 139 [82] Superfine R., Huang J Y., and Shen Y (1990), "Experimental determination of the sign of molecular dipole moment derivatives: an infrared—visible sum frequency generation absolute phase measurement study", Chemical Physics Letters 172, pp 303-306 [83] Superfine R., Huang J., and Shen Y (1991), "Nonlinear optical studies of the pure liquid/vapor interface: Vibrational spectra and polar ordering", Physical review letters 66, pp 1066-1069 [84] Suzuki Y., Nojima Y., and Yamaguchi S (2017), "Vibrational Coupling at the Topmost Surface of Water Revealed by Heterodyne-Detected Sum Frequency Generation Spectroscopy", The journal of physical chemistry letters 8, pp 1396-1401 [85] Takamoto D Y., Aydil E., Zasadzinski J A., Ivanova A T., Schwartz D K., Yang T., et al (2001), "Stable ordering in Langmuir-Blodgett films", Science 293, pp 1292-1295 [86] Tang C Y and Allen H C (2009), "Ionic binding of Na+ versus K+ to the carboxylic acid headgroup of palmitic acid monolayers studied by vibrational sum frequency generation spectroscopy", The Journal of Physical Chemistry A 113, pp 7383-7393 [87] Tang C Y., Huang Z., and Allen H C (2010), "Interfacial water structure and effects of Mg2+ and Ca2+ binding to the COOH headgroup of a palmitic acid monolayer studied by sum frequency spectroscopy", The Journal of Physical Chemistry B 115, pp 34-40 [88] Tian C., Byrnes S J., Han H.-L., and Shen Y R (2011), "Surface propensities of atmospherically relevant ions in salt solutions revealed by phase-sensitive sum frequency vibrational spectroscopy", The Journal of Physical Chemistry Letters 2, pp 1946-1949 [89] Toimil P., Prieto G., Miñones J., Trillo J M., and Sarmiento F (2012), "Monolayer and Brewster angle microscopy study of human serum albumin—Dipalmitoyl phosphatidyl choline mixtures at the air–water interface", Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 92, pp 64-73 140 [90] Umemura J., Kamata T., Kawai T., and Takenaka T (1990), "Quantitative evaluation of molecular orientation in thin Langmuir-Blodgett films by FTIR transmission and reflection-absorption spectroscopy", Journal of Physical Chemistry 94, pp 62-67 [91] Vaknin D., Krüger P., and Lösche M (2003), "Anomalous X-ray reflectivity characterization of ion distribution at biomimetic membranes", Physical review letters 90, pp 178102 (1-4) [92] Vaknin D., Bu W., Satija S K., and Travesset A (2007), "Ordering by collapse: Formation of bilayer and trilayer crystals by folding Langmuir monolayers", Langmuir 23, pp 1888-1897 [93] Van Loon L L., Minor R N., and Allen H C (2007), "Structure of butanol and hexanol at aqueous, ammonium bisulfate, and sulfuric acid solution surfaces investigated by vibrational sum frequency generation spectroscopy", The Journal of Physical Chemistry A 111, pp 7338-7346 [94] Veziroglu T N (1990), Environmental problems and solutions: greenhouse effect, acid rain, pollution, Hemisphere Publishing Corporation, New York [95] Vollhardt D and Melzer V (1997), "Phase Transition in Adsorption Layers at the Air− Water Interface: Bridging to Langmuir Monolayers", The Journal of Physical Chemistry B 101, pp 3370-3375 [96] Vollhardt D (2002), "Supramolecular organisation in monolayers at the air/water interface", Materials Science and Engineering: C 22, pp 121-127 [97] von Glasow R (2008), "Atmospheric chemistry: sun, sea and ozone destruction", Nature 453, pp 1195-1196 [98] Wagner C (1924), "The surface tension of dilute solutions of electrolytes", Phys Z 25, pp 474-477 [99] Wang W., Park R Y., Travesset A., and Vaknin D (2011), "Ion-specific induced charges at aqueous soft interfaces", Physical review letters 106, pp 056102 (1-4) 141 [100] Wang W., Park R Y., Meyer D H., Travesset A., and Vaknin D (2011), "Ionic specificity in pH regulated charged interfaces: Fe3+ versus La3+", Langmuir 27, pp 11917-11924 [101] Wang X and Andrews L (2006), "Infrared spectra of M (OH) 1, 2, (M= Mn, Fe, Co, Ni) molecules in solid argon and the character of first row transition metal hydroxide bonding", The Journal of Physical Chemistry A 110, pp 10035-10045 [102] Wang Y., Du X., Guo L., and Liu H (2006), "Chain orientation and headgroup structure in Langmuir monolayers of stearic acid and metal stearate (Ag, Co, Zn, and Pb) studied by infrared reflection-absorption spectroscopy", The Journal of chemical physics 124, pp 134706 [103] Weissenborn P K and Pugh R J (1996), "Surface tension of aqueous solutions of electrolytes: relationship with ion hydration, oxygen solubility, and bubble coalescence", Journal of Colloid and Interface Science 184, pp 550-563 [104] Zasadzinski J., Viswanathan R., Madsen L., Garnaes J., and Schwartz D (1994), "Langmuir-blodgett films", Science-AAAS-Weekly Paper Editionincluding Guide to Scientific Information 263, pp 1726-1738 [105] Zhang Y and Cremer P S (2006), "Interactions between macromolecules and ions: the Hofmeister series", Current opinion in chemical biology 10, pp 658-663 [106] Zhu X., Suhr H., and Shen Y (1987), "Surface vibrational spectroscopy by infrared-visible sum frequency generation", Physical Review B 35, pp 3047 [107] Zhuang X., Miranda P., Kim D., and Shen Y (1999), "Mapping molecular orientation and conformation at interfaces by surface nonlinear optics", Physical Review B 59, pp 12632-12640 142 ... hòa tan lên cấu trúc bề mặt phân cách đƣợc trình bày 1.1 Mặt phân cách chất lỏng - khơng khí 1.1.1 Vai trị mặt phân cách chất lỏng - khơng khí Các tƣợng mặt phân cách chất lỏng - khơng khí có... La3+ lên cấu trúc mặt phân cách đơn lớp Langmuir AA mặt phân cách chất lỏng - khơng khí 16 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MẶT PHÂN CÁCH CHẤT LỎNG – KHƠNG KHÍ VÀ KỸ THUẬT QUANG PHỔ HỌC DAO ĐỘNG TẦN SỐ TỔNG Chƣơng...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Huệ NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA CÁC CHẤT HÒA TAN LÊN CẤU TRÚC PHÂN TỬ BỀ MẶT PHÂN CÁCH CHẤT LỎNG - KHƠNG KHÍ BẰNG QUANG PHỔ HỌC DAO