Et monolag er en såkalt todimensjonal kompakt samling som består av atomer , molekyler eller celler . I noen tilfeller snakker vi om selvmontert monolag eller SAM, fra engelsk selvmontert monolag .
Et monolag (Langmuir) eller uoppløselig monolag er en samling av en uoppløselig organisk forbindelse av et enkelt tykt molekyl spredt på overflaten av en vandig løsning. Tradisjonelt er disse forbindelsene amfifile molekyler som har et hydrofilt "polært hode" og en hydrofob "hale" : det polære hodet finnes i den vandige fasen mens den hydrofobe halen er lokalisert ved luft-vann-grensesnittet (se lipidmonolag ). Siden 1980-tallet har et stort antall forskjellige forbindelser blitt brukt, inkludert semi-amfifile forbindelser og polymerer.. Langmuir-monolag er spesielt egnet for fremstilling av Langmuir-Blodgett-filmer som fremstilles ved å overføre monolaget til et fast substrat.
Et Gibbs- monolag eller løselig monolag er et monolag dannet av en forbindelse løselig i en av fasene og dannes ved grensesnittet mellom fasene.
Et monolag kan komprimeres ved å endre det tilgjengelige overflatearealet ved å påvirke en bevegelig barriere i en Langmuir-balanse . Hvis vi måler overflatespenningen under kompresjon, oppnår vi en kompresjonsisoterm (motsatt) som viser variasjonen av overflatetrykket π, i mN / m, som en funksjon av molekylområdet (i Å 2 / molekyl). Dette tilsvarer det vi observerer i en tredimensjonal modell: trykket varierer i henhold til volumet.
Flere faser kan oppdages og skilles fra faseoverganger der overflatetrykket ikke endres når molekylarealet øker eller avtar. Dette sees også i tre dimensjoner i normale faseoverganger med volumendring da trykket forblir stabilt.
De todimensjonale fasene er i økende rekkefølge av overflatetrykk:
og noen ganger en såkalt krystallinsk fase som inkluderer væskekondenserte og faste faser (LC + S).
Hvis vi komprimerer den faste fasen, kommer vi til et punkt der monolagets molekyler ikke lenger kan omorganisere seg i forhold til hverandre for å absorbere overtrykket som fører til ødeleggelsen av monolaget, kalt kollaps .: Visse deler av monolaget vil danne miceller , flerlag, liposomer som passerer inn i den vandige fasen. En annen anglisisme, lift-off , brukes til å betegne det molekylære området som den første økningen i overflatetrykk observeres for.
Monolag er ofte oppstått i biologien . For eksempel er en micelle et sfærisk monolag og et lipiddobbelag (i cellemembraner) er teknisk sett en samling av to monolag. De finnes også i noen archaea .
I cellekultur beskriver et monolag strukturen dannet av celler som ikke vokser i alle retninger, men bare ved siden av hverandre. Vi får da et lag med en enkelt celletykkelse.
Et monolag er bare ett molekyl / celle tykt, noe som er ubetydelig sammenlignet med tykkelsen på den vandige underfasen. Det er derfor veldig vanskelig å anvende nåværende analysemetoder direkte. Imidlertid er det utviklet flere teknikker for analyse av monolag.
| Fysisk metode | Informasjon innhentet |
| Isoterm kompresjon | Overflatetermodynamikk, molekylære områder, faseoverganger |
| Overflate viskositet | Viskoelastisitet |
| Ellipsometri | Optiske filmkonstanter, faseoverganger |
| Fluorescensmikroskopi | Organisering av domenene til merkede arter, observasjon av domenene |
| Brewsters vinkelmikroskopi | Struktur av mikrodomener og fordeling av størrelsene |
| Røntgenrefleksjon | Molekylær orden i planet, orientering av molekyler, faseoverganger |
| Generering av sumfrekvensen | Conformational rekkefølge av strenger |
| Andre harmoniske generasjon | Conformational rekkefølge av strenger |
| Fasemodulert refleksjonsabsorpsjon infrarød spektroskopi (PM-IRRAS) | Konformasjon og orientering av kjeder, sekundær struktur av proteiner og orientering av funksjonelle grupper |