题目：离子与单分子膜间静电相互作用对膜结构及稳定性的影响

LB(Langmuir-Blodgett)膜是一种人工制备膜，它是研究真实生物膜的有效手段，也是性能优质的新型材料。将金属离子引入LB膜中使其有特殊的导电性、磁性和量子等物理性质，这些特性使LB膜具有更广泛的潜在应用价值。金属离子主要是通过静电或配位与单分子膜发生作用，目前对金属离子与单分子膜配位作用的研究较多，但对金属离子与单分子膜间的静电作用的研究较少，且只对个别实验现象进行推测层面上的解释，没有普遍性的规律。由于两亲分子有其特殊的极性头基，它在与离子的相互作用中，静电作用也是重要的一部分。因此研究离子与单分子膜间的静电相互作用对单分子膜的成膜能力、膜的强度、结构、相态和形貌等的影响是非常必要的。本文欲找出离子的各种属性（离子半径、价态、离子浓度等）对Langmuir 膜及LB膜影响的规律，能够为制备LB膜材料提供相应的借鉴，也为研究与生物膜有关的生命过程提供一定的理论参考。
本文从两亲分子结构特征入手，建立简化的模型，提出了气/液界面上两亲极性分子间力学特征模型，该模型认为极性分子间的排斥力在有效范围内分为两种不同性质的斥力。并依据经典的电磁理论对该模型下的各种相互作用进行分析，结合压膜过程中的受力情况分析离子对单分子膜所产生的影响。分析得出离子各属性对单分子膜成膜等温线中特征量的影响规律为：离子价态越高，半径越小，离子浓度越大，对应等温线中崩溃压变大，分子极限面积变小，相变拐点变明显，曲线越外扩；反之亦反。在离子的参与下，离子与成膜分子间的静电作用对转移到固体上的LB膜的影响，主要有两方面：一是影响LB膜膜分子的排列紧密度；另一方面是影响膜分子与固体衬底间的结合力度。以云母片为衬底为例，分析得出：离子价态越高，半径越小，离子浓度越大，转移成的LB膜膜分子排列越紧密规则，膜分子与衬底的结合力度越大，膜稳定性越好。最后通过LB膜技术，以磷脂酰乙醇胺为成膜材料，实验通过在亚相中分别改变离子价态、离子半径和离子浓度的情况下制备Langmuir膜，对得出的曲线中的相关数据进行对比分析，来验证离子各属性对单分子膜的影响规律。再用原子力显微镜对LB膜的表面形貌进行观测及膜的厚度进行测量，分别验证离子对LB膜膜分子排列紧密度和膜分子与衬底结合度的影响。实验数据与理论分析符合的较好。