Способ получения пористых пленок

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсинкСоцналнстнчесинкРеспублни и 883083(5 )М. Хт. С 087 9/00 1 ееудвретеквквв квинтет СССР ав делан нзееретеввк и еткрыткй( Ленинградский политехнический инст им. М. И. Калинина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ПЛЕНОК Изобретение относится к технике получения пористых твердых тел и, в частности, может быть использовано при получении сверхтонких пористых пленок (фильтров) при электронно-микроскопическом исследовании поверхности мембранных фильтров.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, в котором сверхтонкие фильтры (реплики)1 О приготавливаются следующим образом, На нарезанные полоски мембраны-матрицы в вакуумной установке напыляют уголь. Из напыленной области вырезают квадраты со стороной 2-3 мм и помешают их на15 поверхность растворителя (метилацетат ), Примерно через 1 ч материал фильтра растворяется и напыленные слои свободно плавают на поверхности растворителя, Реплику (сверхтонкий фильтр) вылавливают медной соточкой и трижды промывают метилацетатом (по 15 мин). Слой материала мембраны-матрицы, непосредственно прилегающий к напыленному слою, очень плохо растворяется, Поэтому медную се точку с репликой требуется в течение 30 мин выдержать на теплом (40-50 оС) метилацетате. После этого медную сеточ- ку с угольным слоем (репликой) кратковременно промывают толуолом и высушивают на воздухе 1.Недостатками этого способа получения сверхтонких пористых пленок являются значительныетехнологические трудности, а также неуниверсальность способа. Это связано с тем, что для полного удаления материала мембраны-матрицы она производится через серию нистых растворителей вплоть до полного удаления материала матрицы, Эта операция проводится под непрерывным и поэтому утомительным визуальным контролем. Кроме того, этому должен предшествовать этап подборки такого растворителя, который позволял бы матрице с нанесенными слоями, образуюшими сверхтонкий фильтр, плавать на поверхности. Зачастую же мембрана-мат- рица при контакте с растворителем набу883083ешиной - ЗООА, которая выполняет функс- ции укреплякицего слоя,Затем желатину с нанесенным на неесверхтонким металлическим фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 мм иопускают на поверхность водного 15%-ногораствора .роданида аммония для освобождения металлического фильтра от желах тины, После растворения желатины получа 10 ют сверхтонкий металлический фильтр, свободно плавающий на поверхности. Получившийся фипьтр промывают несколько раз вбидистиллированной воде.ну- Получают сверхтонкий металлический1 Б. фильтр с опорным слоем:из ацетата цел, люлозы, имеющий средний диаметр пор1 мкм.П р и м е р 2. Получение сверхтонкихфильтров с использованием в качестве2 О матрицы нитратцеллюлоэных фильтров(фирма "ВйгЪоо 1 " фРГ).На поверхность мембраны-матрицы косым. напылением в вакууме под углом 30онаносят спой металла (хром) толщиной20 А. Затем на чистое предметное стеклонаносят 2 капли (диаметр 0,5 см)20%ного водного раствора желатины. Сразу же после достижения желатиной гелеобразного состояния на нее кладут мемб 30 рану-матрицу со стороны напыленного слоя.Желатину высушивают в течение 2 ч при130 оС, Высушенную желатину с нанесенной на нее репликой (сверхтонким металлическим фильтром) помещают в бюксе сдиоксаном для растворения материала мат -рицы. Для ускорения и улучшения процесса растворения материала мембраны-матр ицы его ведут при подогреве диоксанадо 40 оС при непрерывном,перемешивании40 диоксана в течение 1 ч. Объем растворителя берут таким, чтобы после полногорастворения материала матрицы получился 0,1% нитроцешполозы. Для растворения 10 мг материала мембраныберут45 10 г диоксана, Затем желатину вынимаютиэ бюкса:,фнльтровальной бумагой с нееудаляют избыток растворителя. При этомна поверхности желатины после ее высыхания образуется пленка из материаламембраны-матрицы толщиной: 100 Х,которая выполняет функции укрепляющегослоя.,хает ы тонет, вследствие чего сверхтонкий фильтр (реплику) выловить и перенети в следующую порцию растворителя невозможноо.Целью изобретения является повышение технологичности и универсальностиспособа.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения пористыпленок напылением на поверхность мембраны-матрицы из ацетата или нитратацеллюлозы частиц твердого веществас послеюующим растворением мембраныматрицы для цоцучения реплики, мембраматрицу после напыления наносят на по.верхностн гелеобразной пленки желатиньс йоследуюшим выдерживанием 2-3 чпри 4-30 С до полного застывания желатинырастворение мембраны-матрицы прводят в диоксане с последующим растворением желатины в 5-15 -ном водномрастворе роданида аммония,Растворением мембраны-матрицы проводят при перемешивании при 40 -50 Сдо достижения концентрации ацетата илинитрата целлюлозы в растворе 0,1-0,2 Упосле полного растворения мембраны.П р и м е р 1. Получение сверхтонкфильтров с использованием в качестве мрицы ацетатцеллюлозных фильтров ( фирм8 ог Ьо г 1 пс " фРГ).На поверхность матрицы косым напылением в вакууме. под углом 45 о наносяспой металла (хром) толщиной 30 А. Затем на чистое предметное стекло нанося3 капли (диаметр 1 см) 20%-ного водного раствора желатины. Сразу же поспдостижения желатиной гелеобразного состояния на нее кладут мембрану-матрицсо стороны напыленного слоя. Желатинувысушивают в течение 3 ч при 4 С, Вьсушенную желатину с нанесенной на неерепликой (сверхтонким металлическим фльтром) помещают в боксе с диоксаномдля растворения материала матрицы. Длускорения и улучшения процесса растворния материала мембраны-матрицы его ведут при подогревециоксана до 50 С принепрерывном перемешивании диоксана втечение часа. Объем растворителя беруттаким, чтобы после полного растворенияматериала матрицы получился 0,2% нитрцеллюлозы. Для растворения 8 мг матери-.ала мембраны берут 4 г .диоксана. Затем,желатину вынимают иэ бокса, фильтровальной бумагой с нее удаляют избыток растворителя. При этом на поверхности желатины после ее высыхания образуется пленка иэ материала мембраны-матрицы тол-,Затем желатину с нанесенным на нее сверхтонкйм металлическим фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 мм и опускают на поверхность водного 5 -ного раствора роцанида аммония для освобождения металлического фильтра от желати883083 6П р и м е р 4. Получение сверхтонкихфильтров с использованием в качестве матматрицы ацетатцеллюлозньа фильтров типа МфА("Владипор).На поверхность мембраны матрицы косым напылением в вакууме под углом45 о наносят слой металла (хром, алюминий) толщиной 20 А, а затем прямым на- .пылением - слой углерода толшйнойо0 200 А, После этого на чистом предметном ат стекле помешайт три капли (диаметромпримерно 1 см) 20%-ного водного раствора желатины. Затем накладывают на желатину мембрану-матрицу (напылеинымислоями к желатине) и выдерживают в течение 2 ч при 20 С. После:высушиванияжелатины она вместе с нанесенными слоя-,ми металла и углерода (сверхтонким филь Ра тром) и мембраной-матрицей помещается об 0 в бкжс с диоксаном для полного растворения материала матрицы при 47 оС в течение 1 ч при перемешивании. Объем растворителя (диоксана) 10 г иа 10 мг мембранывматрицы. Последнюю операцию повторяют 3 раза (до практически полного удаления материала мембраны-матрицы),так.как в этом случае в качестве опорного укрепляющего слоя служит слой напыленного углерода. Затем желатину с нанедо 3 ц сенным на ее поверхности сверхтонкимфильтром вынимают из бюкса и, просушивна фильтровальной бумаге, разрезают .наквадраты (ЗхЗ мм) и опускают в 13%-ный 57раствор роданида аммония. После раствоЗ 5 рения желатины вьшеляется сверхтонкийметаллический фильтр, который промывают несколько раз в дистиллированной во.де. Получают металлический сверхтонкийфильтр с опорным слоем из углерода, име 4 Э ющего средний диаметр пор 0,1 мкм. 5ны, После растворения желатины получают сверхтонкий фильтр, свободно плавающий на поверхности. Получившийся фильтрпромывают несколько раз в бидистиллированной воде,Получают сверхтонкий металлическийфильтр с опорным споем на нитрате целлюлозы, имеющий средний диаметр пор0,5 мкм.П р и м е р 3. Получение сверхтонкихфильтров с использованием в качестве мрицы ацетатцеллюпозных фильтров (фирм"М ЕЕ) 0 цг "США).На поверхность мембраны-матрицы ксым напылением в вакууме под углом 4наносят слой металла (хром) толщиной25 А. Затем на чистое предметное стекпнаносят 2 капли (диаметр пор О, 5 см)20%-ного водного раствора желатины. Сэу же после достижения желатиной гелеразного состояния на нее кладут мембраматрицу со стороны напыленного слоя,Жлатину высушивают в течение 2-3 ч при200 С, Высушенную желатину с нанесенной на нее репликой (сверхтонким металлическим фильтром) помещают в бюкседиоксаном для растворения материала мрицы. Для ускорения и улучшения процеса растворения материала мембраны-марицы его ведут при подогреве диоксана43 С при непрерывном перемешивании доксана в течение 1 ч, Объем растворитберут таким, чтобы после полного растврения материала матрицы получился 0,1нитроцеллюлозы, В данном примере длярастворения 15 кг материала мембраныберут 11 г дноксана. Затем желатину внимат из бюкса, фильтровальной бумгой с нее удаляют избыток растворителяПри этом на поверхности желатины послее высыхания образуется пленка иэ материапа мембраны матрицы толщиной200 А, которая выполняет функции укрепляющего слоя.Затем желатнну с нанесенным на нее 45сверхтонким мегаллическнм фильтром разрезают на квадраты со стороной 3 мм иойускают на поверхность одного 10%-ногораствора роданида аммония для освобождения металлического фильтра от желатины. После растворения желатины получают сверхтонкий металлический фильтр,свободно плавающий на поверхности. Получившийся фильтр промывают несколько разв бидистиллированной воде.55Получают сверхтонкий металлическийфильтр с опорным слоем из ацетата целлюлозы, имеющий средний диаметр пор0,2 мкм. Предложенный способ резко снижает трудоемкость получения сверхтонких пористых пленок. Снижение. времени получения фильтра до срока менее 24 ч делает его экспрессным,ф о р м у л а изобретения 1, Способ получения пористых пленок напылением на поверхность мембраны-матрицы из ацетата нли нитрата целлюлозы частиц твердого вещества с последующим растворением мембраны-матрицы для получения реплики, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности и универсальности способа, мембрану-матрицу после напыления наносят на883083 поверхность гелеобразной пленки желатины с последующим выдерживанием 23 ч при 4-300 С до полного застыванияжелатины, растворение мембраны-матрицыпроводят с диоксане с последующим расчворением желатины в 5-15%-ном водномрастворе роданида аммония,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что растворение мембраныматрицы проводят при перемешивании при 840-50 С до достижения концентрации аиотата или нитрата целлюлозы в растворе01-02% после полного растворения мембраны.5 Источники информациипринятые во внимание при экспертизеф Ебвсгоееве 1 Мгобор еЬе Оп 1 вв ивсЬмап оЪегЕЕасЬе ко меъаМоИвю",нл. рецре, КОЕЕ.7. и х. Ро йът ",10 1967, У 218 р, 129 (прототип).Составитель 7. МартинскаяРедактор Т. Кугрышева Техред Ж.КастелевичКорректор В, БутягаЗаказ 10116/33 Тираж 533 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, ЖРаушская наб д. 4/5Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4