团聚，纳米颗粒和胶体的团聚

正文

纳米颗粒在液体介质中的团聚是吸附和排斥共同作用的结果。液体介质中的纳米颗粒的吸附作用有以下几个方面：量子隧道效应、电荷转移和界面原子的相互耦合产生的吸附；纳米颗粒分子间力、氢键、静电作用产生的吸附；纳米颗粒间的比表面积大 ,极易吸附气体介质或与其作用产生吸附；纳米粒子具有极高的表面能和较大的接触面 , 使晶粒生长的速度加快，从而粒子间易发生吸附。在存在吸附作用的同时，液体介质中纳米颗粒间同样有排斥作用，主要有粒子表面产生溶剂化膜作用、双电层静电作用、聚合物吸附层的空间保护作用。这几种作用的总和使纳米颗粒趋向于分散。如果吸附作用大于排斥作用，纳米颗粒团聚；如果吸附作用小于排斥作用，纳米颗粒分散。关于液体介质中纳米颗粒的团聚机理目前还没有一个统一的说法。苏联学者Deryagin和 Landau与荷兰学者 Verwey和Overbeek 分别提出了关于形态微粒之间的相互作用能与双电层排斥能的计算方法，称为 DLVO 理论。该理论认为颗粒的团聚与分散取决于颗粒间的范德华作用能与双电层作用能的相对关系。用 VA表示范德华作用能； VR表示双电层作用能，在 VAu003eVR时，颗粒自发地相互接近最终形成团聚；当 VAu003cVR时，颗粒互相排斥形成分散状态。

胶体的团聚

通常胶体分散体系是热力学上不稳定的体系。胶体体系在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于胶粒间能垒的大小，粒子间要发生聚沉，必须越过这一能垒才能进一步靠近。虽然可以通过加入适量的电解质或高聚物使体系处于稳定状态，但这种稳定是相对的，属于动力学上的稳定，从根本和长远来看，它是要团聚的。当胶粒间排斥能占优势，能垒足够大，颗粒的布朗运动不足以克服它，胶体颗粒处于动力学上稳定状态，即粒子不能聚结，胶体将保持相对稳定；当加入一定量的电解质，胶粒双电层中反号离子被部分中和，表面电势降低，胶粒间排斥能垒很小或者消失，胶粒间吸引能占优势，此时胶粒通过扩散运动容易发生团聚。即使当胶粒间斥力能占优势时，给体系一个很强的剪切能以克服这种斥力能垒，胶粒也将发生团聚。因此胶体分散体的稳定是相对的、有条件的，通过改变条件，胶粒将失去稳定性而发生团聚，而且团聚体的结构和团聚动力学以及团聚条件有关。

在集成电路光刻工艺中，光刻胶是光刻工艺中最关键的材料。掩模版上的图形被投影在光刻胶上，激发光化学反应，经烘烤和显影后形成光刻胶图形。显影过程后，光刻胶中的基团发生团聚，被清洗干净，没有清洗掉的团聚基团遗留下即成显影缺陷。