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Dissertations / Theses on the topic 'Neutron reflectivity'
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Harwood, N. M. "A neutron reflectivity study of thin films." Thesis, University of Reading, 1987. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.378329.
Full text
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Latter, Edward Gareth. "Interfacial adsorption of proteins : a neutron reflectivity study." Thesis, University of Oxford, 2012. http://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:7e4f1611-82f5-4923-a7cb-e6bd2289fbd5.
Full textAbstract:
Protein adsorption at the solid/liquid interface is of wide ranging importance in many different areas of science such as biomaterial design, the fate of nanoparticles and in the food industry. As a result, many studies have been undertaken with varying foci but there still remains a lack of agreement between many working in this field and fundamental questions regarding the adsorption of proteins at the solid/liquid interface. Neutron reflectivity is a powerful technique for probing the properties of adsorbed layers at interfaces due to its high structural resolution and the possibility of using isotopic substitution to distinguish between components of a mixture. In this work, neutron reflectivity has been used as the primary technique for the investigation of proteins adsorbed sequentially or from a binary mixture. Initially, the adsorption of four proteins (carbonic anhydrase II, lysozyme, human serum albumin and maltose binding protein) onto a clean silica surface was investigated which revealed the importance of electrostatic interactions and entropic contributions to the driving forces for adsorption. Most of the adsorbed layers were described by a 2-layer model with a thinner, denser layer adjacent to the surface and a thick, diffuse layer extending into the bulk solution. The presence of impurities is also shown to have a significant impact on the adsorption of HSA. A study of the HSA/myristic acid system shows that the presence of small amphiphiles can inhibit HSA adsorption and also remove a pre-adsorbed layer. A comparison was made between the protonated and deuterated forms of two proteins, HSA & MBP, showing the deuterated proteins to have a higher affinity for the surface with adsorption occurring in a 3:1 ratio when from a 1:1 mixture. Likewise, d-MBP displaced h-MBP more readily than vice versa in an investigation into the effect of incubation time on the properties of the protein layer. The extent of desorption into protein free buffer is not affected by incubation time but the extent to which d-MBP was displaced by h-MBP showed a clear trend of decreased exchange with increasing incubation time indicating an active exchange process was occurring. This was also observed to a lesser extent for the sequential adsorption of binary protein systems, HSA & LYS and HSA & MBP. When investigating binary protein mixtures the higher propensity for deuterated proteins to adsorb is observed. LYS dominates when adsorbed from a mixture with h-HSA but from a d-HSA & LYS mix both proteins were adsorbed. The marked difference between the adsorption characteristics of perdeuterated proteins and their protonated counterparts provides a good case study for testing the neutron reflectivity technique when investigating systems with more than one component. This thesis assesses the limitations of the methodology of contrast variation for investigating mixtures as well as using different solvent contrasts. A comparison of neutron reflectivity and dual polarisation interferometry (DPI) shows that the two techniques are similar and any small differences can be attributed to the small change in surface chemistry. This comparison also highlights the advantages of DPI; high throughput of samples and detailed information but the restriction to using a 1-layer model limits its use.
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Han, Sang-Wook. "Spin-polarized neutron reflectivity and x-ray scattering studies on thin film superconductors /." free to MU campus, to others for purchase, 1999. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p9962527.
Full text
4
Warren, Nicola. "A study of polymer-surfactant interactions by neutron reflectivity." Thesis, University of Oxford, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.365840.
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5
Miller, Kathryn Louise. "Neutron reflectivity of aqueous mineral and metal oxide interfaces." Thesis, University of Cambridge, 2014. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.708387.
Full text
6
McKinley, Laura Ellen. "Neutron reflectivity studies of bacterial membranes, peptides and proteins." Thesis, University of Edinburgh, 2017. http://hdl.handle.net/1842/28874.
Full textAbstract:
This thesis uses neutron and x-ray reflectivity to measure the interfacial structures of three molecular components associated with bacteria. Firstly, the way in which the membrane targeting sequence of a cell division protein interacts with monolayer models for the inner leaflet of the inner membrane of bacteria was measured at the air-water interface. Secondly, the influence of lipopolysaccharide on a monolayer model for the outer leaflet of the outer membrane of Gram-negative bacteria was measured at the air-water interface, as well as how this lipopolysaccharide interacts with an antimicrobial peptide. Finally, the structure of a layer of protein found at the surface of a Gram-positive biofilm was measured at the air-water interface. Binding of the membrane targeting sequence of the MinD protein (MinD-mts) to the inner leaflet of the cytoplasmic membrane is thought to be key for bacterial cell division. Modelling this membrane as a monolayer at the air-water interface, it was found that the insertion of the MinD-mts increased with decreasing lateral pressure within the monolayer, as well as with increasing unsaturation of the lipid components, and the incorporation of cardiolipin into the monolayer. Lipopolysaccharide (LPS) is the major component of Gram-negative outer membranes, such as Escherichia coli, and can be considered as having three structural components: lipid A, a core oligosaccharide, and a variable polysaccharide chain. By incorporating LPS into a model membrane at the air-water interface, it was found that the polysaccharide chain undergoes conformational changes depending on the area per molecule. The effect of the antimicrobial peptide Pexiganan on the structure of this LPS layer was also determined, and was found to insert into the polysaccharide chain layer, but have no impact on the conformation of the chains. In nature, many bacteria live within a biofilm structure. A critical component of the Gram-positive Bacillus subtilis biofilm is a surface active amphipathic protein called BslA, which gives rise to the formation of the highly hydrophobic surface of the biofilm. The kinetics of this film formation, its thickness, and the lateral packing of the protein at the air-water interface, were measured using both neutron and x-ray reflectivity. It was found that a native BslA protein consistently formed the same structural film, whilst the structure of films formed by mutant proteins depended on the conditions under which the film was formed.
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Willatt, A. J. "Specular reflection of neutrons and X-rays from interfaces." Thesis, University of Oxford, 1988. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.235074.
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8
Dennison, Andrew. "Neutron reflectivity studies of insulin and phosphatidylcholine floating lipid bilayers." Thesis, University of Sheffield, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.574586.
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9
Stidder, Barry David. "Phase behaviour of supported lipid bilayers studied by neutron reflectivity." Thesis, University of Bath, 2004. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.414602.
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Phillips, Pepe Louise. "Characterization of liquid crystal surfaces by X-ray and neutron scattering." Thesis, University of Bristol, 1997. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.388101.
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Howse, Jonathan R. "Reflectivity studies of non-critical interfaces in binary liquid mixtures." Thesis, University of Sheffield, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.310789.
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Soret, Catherine. "Adsorption of hydrophobically modified polymers and surfactants at interfaces by neutron reflectivity." Thesis, University of Oxford, 2006. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.510227.
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Ashworth, Clive D. "Neutron reflectivity : a technique for the characterisation of two-dimensional semiconductor structures." Thesis, University of Reading, 1989. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.329079.
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14
Merfeld, Glen David. "Copolymer blend phase behavior and characterization by light scattering and neutron reflectivity /." Digital version accessible at:, 1998. http://wwwlib.umi.com/cr/utexas/main.
Full text
15
Miyazaki, Tsukasa. "Structural Studies on Thin Polymer Films by X-ray and Neutron Reflectivity." 京都大学 (Kyoto University), 2003. http://hdl.handle.net/2433/148548.
Full text
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Scoppola, Ernesto. "Solvent extraction : a study of the liquid/liquid interface with ligands combining x-ray and neutron reflectivity measurements." Thesis, Montpellier, 2015. http://www.theses.fr/2015MONTS203/document.
Full textAbstract:
Dans le cadre du retraitement des déchets nucléaires et du recyclage de métaux critiques, l'extraction par solvant est l'une des technologies les plus utilisées. L'interface liquide entre deux fluides non miscibles est considérée comme une région où de multiples phénomènes physiques et chimiques sont à prendre en compte et peuvent limiter ou favoriser le transfert d'espèces entre les deux fluides. La structure de ces interfaces doit être connue en fonction de plusieurs paramètres thermodynamiques pour pouvoir déterminer le paysage énergétique associée. La réflectivité de neutrons et de rayons est un des outils appropriés pour sonder ce genre d'interfaces enfouies et fluctuantes à l'échelle nanométrique et à l'équilibre. Pour cette étude, une nouvelle cellule a été construite et un programme spécifique d'analyse de données a été élaboré.Nous avons également porté notre étude sur deux différents systèmes bi-phasiques (eau / dodécane) contenant des sels de lanthanides et deux différents ligands non ioniques (ou extractants) : une diamide de type DMDBTDMA et de type DMDOHEMA, ces deux extractants étant connus pour avoir des comportements différents dans un processus d'extraction de cations métalliques en phase organique. Bien que la structure amphiphile des deux diamides soit bien connue, la structure de l'interface liquide / liquide semble être différente de celle que l'on pourrait s'attendre avec des tensioactifs classiques. L'organisation de ces ligands à l'interface est en effet plus complexe, varie en fonction de leurs concentrations dans la phase organique (seules des concentrations inférieures à la concentration d'agrégation critique ont été étudiées) et en fonction de la concentration d'acide et de sel dans la phase aqueuse. Une organisation de type monocouche n'est pas l'organisation principale de ces systèmes à l'équilibre mais on observe plutôt une couche épaisse de ligands.Plus précisément, dans le cas de la DMDBTDMA, cette région plus épaisse (environ trois à quatre fois la longueur du ligand) crée une région interfaciale où les molécules d'huile et d'eau peuvent se mélanger ainsi que les sels. Le système DMDOHEMA, présente une structuration différente avec également une épaisse couche de ligand (environ deux fois la longueur du ligand) mais située plus à l'intérieur de la phase huileuse et distinct de la distribution des sels à l'interface. Ces différentes structures interfaciales de DMDBTDMA et DMDOHEMA peuvent permettre d'expliquer les différents régimes de transfert ionique qualifiés soit de diffusionnel ou de cinétiqueIn the frame of the nuclear waste reprocessing and various kinds of critical metals recycling methods, solvent extraction is one of the most used technological processes. The liquid interface between two immiscible fluids is considered as a region where many physical and chemical phenomena take place and can limit or promote the transfer of species between both fluids. The structure of these interfaces has to be known as a function of several thermodynamical parameters to be able to determine the associated energy landscape. X-ray and neutron reflectivity are suitable techniques to probe such kind of fluctuating and buried interfaces at the nanometer scale and at equilibrium. For this study, a new cell has been built and a specific data analysis procedure was established.We have focused our study on two different biphasic systems (water/dodecane) containing lanthanides salts and two different nonionic ligands or extractant molecules: DMDBTDMA and DMDOHEMA diamides. These ligands are known to have different behaviour in the lanthanides extraction process. Although the amphiphilic chemical structure of both diamides is well known, the structure of the liquid/liquid interface appears to be different as those expected for a classical surfactant molecule. This structure looks more complex, varies as a function of the ligand concentration in the organic phase (below the critical aggregation concentration) and as a function of the proton and salt concentration of the aqueous phase. A monolayer organization does not appear as the main interfacial structuration and a thicker organic layer with an excess of salt has to be considered.In the case of the DMDBTDMA, this thicker region (approximatively three or four times the length of the ligand) creates an interfacial region where oil and water molecules as well as some salts can mix in. The DMDOHEMA system shows a different structuration where we can roughly observe also a thick layer of the ligand (approximatively two times the length of the ligand) but located more within the oil phase and forming a barrier to the salt distribution. These different interfacial structures made of DMDBTDMA and DMDOHEMA could allow to explain the diffusive or kinetic regime of ion transfer observed respectively in similar systems by others authors
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STASIULEVICIUS, ROBERTO. "Cristais naturais como monocromadores, analisadores e filtros de ordens superiores em difracao e espectrometria de neutrons." reponame:Repositório Institucional do IPEN, 1997. http://repositorio.ipen.br:8080/xmlui/handle/123456789/10679.
Full textAbstract:
Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04998.pdf: 12289396 bytes, checksum: b5eab2f60110a5631abee15b1a6f7817 (MD5)
Tese (Doutoramento)
IPEN/T
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP
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Froggatt, Edith Sarah. "An investigation of scrambling in Langmuir-Blodgett films using neutron and X-ray reflectivity." Thesis, University of Bristol, 1999. http://hdl.handle.net/1983/15373a66-4de6-48b5-bbc7-2500ddff26f2.
Full text
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Zimmermann, Ralf, Dirk Romeis, Isabelle Bihannic, Martien Cohen Stuart, Jens-Uwe Sommer, and Carsten Werner. "Electrokinetics as an alternative to neutron reflectivity for evaluation of segment density distribution in PEO brushes." Royal Society of Chemistry, 2014. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A36401.
Full textAbstract:
Unravelling details of charge, structure and molecular interactions of functional polymer coatings defines an important analytical challenge that requires the extension of current methodologies. In this article we demonstrate how streaming current measurements interpreted with combined self consistent field (SCF) and soft surface electrokinetic theories allow the evaluation of the segment distribution within poly(ethylene oxide) (PEO) brushes beyond the resolution limits of neutron reflectivity technique.
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Venkataramana, Vikash. "Neutrons to probe nanoscale magnetism in perpendicular magnetic recording media." Thesis, University of St Andrews, 2012. http://hdl.handle.net/10023/3187.
Full textAbstract:
Magnetic recording media refers to the disc shaped thin film magnetic medium present inside the hard disk drive of a computer. Magnetic recording is an important function of the hard disk drive by which information such as text, pictures, audio and videos are stored. Information is broken down to a simple binary format and is stored as magnetised bits along the tracks of the disk forming the hard drive. Over the years advancements in research on the type of magnetic materials used has allowed increased data storage capacities by reducing magnetic bit sizes. It is with this advancement in magnetic data storage, that we have today's hard disk drive technology, which uses a perpendicular magnetic medium to store data. A perpendicular magnetic medium is a multi-layered magnetic thin film structure with the topmost layer comprising nanoscale magnetic grains of high perpendicular anisotropy. The topmost recording layer (RL) is mapped into individual bits of 80-100 nm² area that consist of 5-10 nm diameter CoCrPt grains, embedded in an oxide matrix. A bit area is defined to ensure a significant number of stable grains allowing data to be stored in each bit as a ‘0' or a ‘1' depending on its switched magnetic state. The magnetic grains if sputtered below a threshold grain size tend to suffer from thermal fluctuation and instability due to super-paramagnetic effects, hence bringing limitations to grain size. As a result of this, research in recent years has been directed at introducing a softer magnetic exchange coupled composite (ECC) layer above the recording layer. This layer facilitates the delicate balance of switching smaller grains with strong magneto-crystalline anisotropy at lower magnetic fields, by exchange coupling with the CoCrPt grains in the recording layer. However this technique of increasing the efficiency in the perpendicular magnetic medium by introducing ‘facilitating' layers is an area that is still being widely researched and understood. Although numerous surface and bulk analysis techniques exist to study magnetic and surface properties of these materials, there is limited information on the structural and magnetic properties of these materials at the nanoscale level. The reported work investigates the structural and magnetic properties of the magnetic grains and multi-layers in the perpendicular magnetic medium using polarised neutron scattering and reflectivity techniques. The work investigates the structural and magnetic properties of the CoCrPt grains, apart from understanding the CoCrPt magnetic grain switching. The work also investigates the magnetisation in the layers of the thin film perpendicular media structure using polarised neutron reflectivity (PNR). Using polarised small angle neutron scattering (PolSANS), it has been shown that ferromagnetic ordered core region of the CoCrPt grain in the recording layer is smaller than the physical CoCrPt granular structure. The magnetic switching behaviour of the CoCrPt grain at different magnetic fields is also analysed and the experimental PolSANS data is fitted with non-interacting size-dependent analytical grain switching models. This result provides significant evidence that the magnetic anisotropy increases with grain size, with larger magnetic grains having larger magnetic anisotropy. Polarised neutron scattering experiments are carried out with the magnetically softer exchange coupled composite (ECC) layer included in the thin film magnetic structure. The first experiments investigate if the ECC layer contributes to the nuclear and magnetic interference scattering term in the experimenting scattering data. The experiments clearly show that there is no contribution from the ECC layer in the nuclear and magnetic scattering interference term. The role of the ECC layer in the magnetic switching process is then investigated at different magnetic fields. The ECC layer was found to influence the size-dependent magnetic grain switching of the CoCrPt grains in the recording layer and a detailed investigation is presented in the reported work. Polarised neutron reflectivity (PNR) experiments have also been carried out with the ECC layer on the perpendicular magnetic media samples. These experiments investigate the composition and thickness of the thin film structure, while also providing information on the magnetic state of the thin films under the influence of an in-plane magnetic field. The in-plane magnetisation in the recording and ECC layer is determined at different in-plane magnetic fields. The magnetisation values determined for the ECC layer and the recording layer (RL) at different in-plane magnetic fields help better understand the differences in their magnetic properties.
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Wang, Peng. "Characterization of Porous Low-κ Dielectric Films by Combined Scattering Techniques." University of Cincinnati / OhioLINK, 2007. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1181920566.
Full text
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Chen, Chia-Yi. "Chemically Tailored Organic-Based Magnets to Exploit Optical Control of Magnetization and Depth-Resolved Magnetization in V[TCNE]x~2 via Polarized Neutron Reflectivity." The Ohio State University, 2010. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1293405276.
Full text
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Dalgliesh, R. M. "Studies of float glass surfaces by neutron and x-ray reflection." Thesis, University of Bristol, 2001. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.367667.
Full text
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Said-Mohamed, Cynthia. "Thermosensitive gold nanoparticles : solution optical properties and interfacial behaviour." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112235/document.
Full textAbstract:
L’objectif de cette thèse est de contrôler les propriétés optiques des nanoparticules d’or greffées de polymère en modulant les propriétés structurales de la couche protectrice de polymères. Des nanoparticules greffées de polymères thermosensibles avec une large gamme de masse molaire et différents degrés d’hydrophobicité sont synthétisées par la méthode de « grafting-to ». La DNPA est utilisée pour caractériser les propriétés structurales de la couche protectrice de polymère. Les spectres d’absorption sont modélisés en utilisant la théorie de Mie. Nous démontrons que la sensibilité de la SPR à la propriété diélectrique du solvant diminue progressivement avec la fraction volumique de la couche de polymère jusqu’à devenir quasi-nulle; dans ce dernier cas de figure, la SPR est dite « gelée » par la couche de polymère. Un déplacement significatif de la bande de SPR vers le rouge est induit (un changement de couleur se produit) dû à une transition de collapse de la couche de polymère avec la température. La gamme de température pour induire ce déplacement dépend du degré d’hydrophobicité du polymère et de la salinité. Une partie important de cette thèse est également consacrée aux propriétés des nanoparticules d’or greffées de polymères à l’interface air-eau. La technique de Langmuir est utilisée pour former des films minces dont la distance entre particule est contrôlée par la compression, la longueur des chaînes du polymère greffé et la température. Les propriétés structurales des films minces sont étudiées en déterminant la conformation de la couche de polymère greffée et l’organisation du cœur de l’or par la réflectivité de neutron et de X, respectivement. Les mesures de réflectivité nous permettent également d’évaluer et d’améliorer la stabilité des films minces pour un meilleur control de la distance entre particule, aspect important pour l’optimisation de la SPR. Enfin, les propriétés optiques des nanoparticules d’or à l’interface sont mesurées par des mesures de transmissionIn this thesis, the objective is to control the polymer-grafted gold nanoparticles optical properties (SPR) by tuning the protecting polymer shell structural properties. Gold nanoparticles grafted with thermosensitive polymers with a large range of molecular masses and different degrees of hydrophobicity are synthesized by “grafting-to” technique. SANS is employed to characterize the protecting polymer shell structural properties. The absorption spectra are modeled using the Mie Dipolar theory. It is shown that the gold nanoparticle sensitivity to external solvent is progressively reduced with increasing polymer volume fraction of the nanocomposite until the SPR is frozen by the polymer shell. In this case, the SPR mode becomes insensitive to the dielectric properties of the solvent. SPR is also red-shifted (a color change occurs) by thermally inducing the collapse of the polymer shell. The temperature and the extent of the red-shift are controlled by the graft polymer hydrophobicity and salinity. An important part of this thesis is also dedicated to the polymer-protected gold nanoparticles behaviour at the air-water interface. The Langmuir balance technique is used to build interfacial layers whose interparticle distance is modulated by compression, polymer graft chain length and temperature. The interfacial layer structural properties are determined by studying both the polymer graft layer conformation and the gold core organization with neutron and X-ray reflectivities. These reflectivitity measurements also enable us to evaluate and ameliorate the surface layers stability for a better control of the interparticle distance that is important for optimizing the SPR of the surface layer
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Dong, Xuecheng. "Mechanism of Passivation and Inhibition of Trivalent Chromium Process Coating on Aluminum Alloys." University of Cincinnati / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1335904469.
Full text
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Wang, Peng. "Morphology and Protection Mechanisms of Epoxy-silane Anti-Corrosion Coatings." University of Cincinnati / OhioLINK, 2009. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1246997365.
Full text
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Liu, Xiaoyan. "Surface Force and Friction : effects of adsorbed layers and surface topography." Doctoral thesis, KTH, Yt- och korrosionsvetenskap, 2014. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-157321.
Full textAbstract:
Interfacial features of polymers are a complex, fascinating topic, and industrially very important. There is clearly a need to understand interactions between polymer layers as they can be used for controlling surface properties, colloidal stability and lubrication. The aim of my Ph.D study was to investigate fundamental phenomena of polymers at interfaces, covering adsorption, interactions between polymer layers and surfactants, surface forces and friction between adsorbed layers. A branched brush layer with high water content was formed on silica surfaces by a diblock copolymer, (METAC)m-b-(PEO45MEMA)n, via physisorption. The adsorption properties were determined using several complementary methods. Interactions between pre-adsorbed branched brush layers and the anionic surfactant SDS were investigated as well. Surface forces and friction between polymer layers in aqueous media were investigated by employing the Atomic Force Microscopy (AFM) colloidal probe technique. Friction forces between the surfaces coated by (METAC)m-b-(PEO45MEMA)n in water are characterized by a low friction coefficient. Further, the layers remain intact under high load and shear, and no destruction of the layer was noted even under the highest pressure employed, about 50 MPa. Interactions between polymer layers formed by a temperature responsive diblock copolymer, PIPOZ60-b-PAMPTMA17 (phase transition temperature of 46.1 °C), was investigated in the temperature interval 25-50 °C by using the AFM colloidal probe technique. Friction between the layers increases with increasing temperature (25-45 °C), while at 50 °C friction was found to be slightly lower than that at 45 °C. We suggest that this is due to decreased energy dissipation caused by PIPOZ chains crystallizing in water above the phase transition temperature. The structure of 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) bilayers was determined by X-ray reflectometry. Surface forces and friction between DPPC bilayer-coated silica surfaces were measured utilizing the AFM colloidal probe technique. Our study showed that DPPC bilayers are able to provide low friction forces both in the gel (below ≈ 41°C) and in the liquid crystalline state (above ≈ 41°C). However, the load bearing capacity is lower in the gel state. This is attributed to a higher rigidity and lower self-healing capacity of the DPPC bilayer in the gel state. Friction forces in single asperity contact acting between a micro-patterned silicon surface and an AFM tip was measured in air. We found that both nanoscale surface heterogeneities and the µm-sized depressions affect friction forces, and considerable reproducible variations were found along a particular scan line. Nevertheless, Amontons’ first rule described average friction forces reasonably well. Amontons’ third rule and Euler’s rule were found to be less applicable to our system.QC 20141209
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Uğur, Gökce. "Interface Structure of Diblock Copolymer Brushes and Surface Dynamics of Homopolymer Brushes and Bilayers of Untethered Chains on Brushes." University of Akron / OhioLINK, 2011. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1311005794.
Full text
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Castel, Amélie. "Utilisation des neutrons pour la protection des œuvres d'art." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALI032.
Full textAbstract:
Les œuvres d’art ne durent pas éternellement. Elles sont composés de matériaux évolutifs qui vieillissent et perdent leur aspect visuel initial par dépôt d’éléments en suspension dans l'air, par oxydation et par modification structurelle (effet des radicaux libres). Afin de renverser l'évolution de ces processus, les peintures sont périodiquement restaurées avec remplacement des anciens vernis. Il requiert le gonflement et la dissolution de la couche de polymère par des solvants qui peuvent être pénétrants et polaires. Ces solvants peuvent altérer considérablement la composition et la cohésion des matériaux originaux situés sous les couches de vernis. Il est donc urgent de mieux comprendre les processus employés dans les opérations de restauration, particulièrement lors du remplacement des vernis. Conscient de cette urgence, restaurateurs et scientifiques proposent d’utiliser les gels aqueux/solvant pour transférer seulement les quantités de solvants nécessaires à la dissolution. Les images macroscopiques obtenues avant et après application de ces gels démontrent bien l’efficacité de ce procédé. Toutefois, il apparait des lacunes dans la compréhension des phénomènes qui entre en jeu. C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse. Ils visent à mieux comprendre la physique des films polymères au contact de mélanges solvant/non-solvant et solvant/gel, en suivant les mêmes processus que ceux employés dans la restauration des œuvres d’art. On a utilisé la réflexion de faisceaux de neutrons (réflectivité de neutron RN et diffusion de neutrons aux petits angles SANS), combinée à des visualisations locales (microscopie optique et AFM). La résine polymère choisie est le Laropal A81 (LA81), le solvant est l’alcool benzylique (BA) et l’hydrogel est le PemulenTR2. La RN permet d’observer in situ le comportement physique de films polymères ultraminces déposés sur des blocs de Si, pendant la cinétique de gonflement par le bon solvant puis par le mauvais solvant suivi de la dissolution/disparition du film. L’eau utilisé est le D2O (W), qui a une densité de longueur de diffusion SLD très élevée par rapport à celles du LA81 et du BA. Ceci permet de différencier par leurs contrastes les distributions spatiales du BA et du D2O. On a ainsi déterminé le SLD du LA81, puis modélisé l'épaisseur du LA81 et la rugosité des différents éléments. En utilisant ces valeurs d'épaisseur et de SLD, on a calculé les fractions volumique des différentes composants dans le film de vernis. On a discuté les variations de ces fractions de BA ϕBA et du D2O ϕW qui ont pénétré dans les films en fonction de la concentration de solvant et la température. En parallèle, un diagramme de phase ternaire utilisant les paramètre d'interaction de Flory-Huggins (F-H) a été tracé pour le système solvant/non-solvant en utilisant les résultats de NR, les mesures de viscosité intrinsèque et les mesures de turbidité. Les paramètres d'interaction ont été obtenus par calcul du diagramme de phase en utilisant un modèle de F-H. La compréhension des phénomènes a été déduite de l’analyse des spectres de RN, complétée par les observations faites en microscopie optique et AFM. L’AFM a permis d’obtenir le profil en profondeur des objets apparues dans le films en présence du mélange BA/W. Une expérience SANS sur des films épais (0.5-1.5 µm) a donné des spectres d’intensités en fonction du temps évolué. Ces spectres ont été modélisés suivant la loi de Porod. L’aire des interfaces a été tracée en fonction des valeurs de ΧLA/BA. Ces résultats ont été complétés par des mesures de QCM-D montrent la cinétique du gonflement et de la dissolution sur des heures et jours après la mise en contact avec le système solvant/non-solvant. En conclusion, nos études expérimentales associées au modèle de F-H ont permis de mieux comprendre le gonflement et la dissolution des films de LA81 épais et minces déposés sur des blocs de silicium et exposés à un mélange binaire solvant/non-solvantArtworks do not last forever. They are composed of evolving materials which get altered over time. Indeed, the varnishes of easel paintings lose their initial visual appearance by deposition of dust and soot suspended in the air, by oxidation and by structural modification, e.g. the effect of free radicals. In order to reverse the evolution of these processes, paints are periodically restored with replacement of old varnishes. It requires the swelling and dissolution of the layer of polymeric varnish by solvents that can be penetrating and polar. These solvents can significantly alter the composition and cohesion of the original materials of the painting located under the varnish layers. It is therefore urgent to better understand the processes used in restoration operations, in particular when replacing varnishes. Conscious of this urgency, conservators and scientists propose to use aqueous gels/solvents to only transfer the quantities of solvents that are necessary for the dissolution of the varnish. The macroscopic images obtained before and after application of these gels demonstrate the efficiency of this method. However, the physical and chemical processes involved are still poorly understood. The aim of this thesis is to better understand the physics of polymer films in contact with solvent/non-solvent and solvent/gel mixtures, following the same processes used in the restoration of works of art. To study the physical processes of this method, we have used neutron beam reflection, in our case neutron reflectivity NR and small angle neutron scattering (SANS) combined with local visualizations, in particular optical microscopy and Atomic Force Microscopy (AFM). The polymer resin chosen is Laropal A81 (LA81), the solvent is benzyl alcohol (BA) and the hydrogel is Pemulen TR2. The NR allows to observe in situ the physical behaviour of ultrathin polymer films deposited on silicon blocks. This behaviour is happening during the kinetics of swelling by the good solvent then by the bad solvent followed by the dissolution and disappearance of the varnish film. The water used is D2O (W), which has a very high diffusion length density (SLD) compared to those of the LA81 and the BA. It is therefore possible to differentiate by their contrasts the spatial distributions of the BA and the D2O. The SLD of the LA81 was first determined. Then the thickness of the LA81 was modelled, as well as the roughness of the various elements. By using these thickness and SLD values, the volume fractions of the various components in the varnish film were calculated. The variations of these fractions of BA ϕBA and D2O ϕW which have penetrated into the films have been discussed as a function of the solvent concentration and the temperature. In parallel, a ternary phase diagram using Flory-Huggins (F-H) interaction parameters was plotted for the solvent/non-solvent system using NR results, intrinsic viscosity measurements, and turbidity measurements. The interaction parameters, were obtained by calculating the phase diagram using a F-H model. The understanding of the phenomena was deduced from the analysis of the NR spectra, supplemented by the observations made in optical microscopy and AFM. The AFM allowed to obtain the depth profile of the objects appearing in the film in the presence of the BA/W mixture. A SANS experiment on thick films (0.5-1.5 µm) gave spectra of intensities as a function of evolved time. These spectra were modelled according to Porod’s law. The interface area was plotted according to the values of ΧLA/BA. These results were supplemented by QCM-D measurements showing the kinetics of swelling and dissolution over hours and days after contact with the solvent/no-filler system. In conclusion, our experimental studies associated to the F-H model allowed a better and detailed understanding of the swelling and dissolution of thick and thin LA81 films deposited on silicon blocks and exposed to a solvent/non-solvent binary mixture
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PAN, GUIRONG. "MORPHOLOGY AND PROPERTIES OF ANTI-CORROSION ORGANOSILANE FILMS." University of Cincinnati / OhioLINK, 2006. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ucin1152291690.
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Martin, Clélia. "Films multicouches à base de nanocristaux de cellulose : relation entre structure et propriétés mécaniques et/ou optiques." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAS021/document.
Full textAbstract:
Les nanocristaux de cellulose (NCC) sont des nanoparticules biosourcées en forme de bâtonnets produites par l’hydrolyse à l’acide sulfurique de fibres de cellulose. Les nombreux avantages des NCC (excellentes propriétés mécaniques, faible densité, grande surface spécifique, non toxicité, source abondante et renouvelable) en font des briques élémentaires particulièrement attractives pour l’élaboration de nanocomposites biosourcés et expliquent l’intérêt croissant des mondes industriels et académiques pour ces nanoparticules. Au cours des dix dernières années, les NCC ont été associés à différents types de polymère pour former, grâce à la méthode d’assemblage couche par couche, des films minces aux architectures modulables. Dans ce travail, nous avons exploré trois axes de recherche innovants dans le domaine des films multicouches à base de NCC. Dans un premier temps, les chaînes de polymère ont été remplacées par des nanoparticules inorganiques de forme hexagonale chargée positivement, les nanoplaquettes de gibbsite (GN), pour former des films minces hybrides entièrement constitués de nanoparticules. Nous avons montré que l’architecture des films (NCC/GN) pouvait être modulée sur une large gamme en ajustant les paramètres physico-chimiques comme le facteur de forme, la force ionique de la suspension de NCC ou le protocole de séchage. La caractérisation fine de la structure interne des films a été déterminée par l’utilisation de deux techniques de surface complémentaires, la microscopie à force atomique (AFM) et la réflectivité des neutrons (RN). Nous avons pu prouver que l’architecture interne des films était le résultat de différentes forces d’interaction dont la portée dépend des paramètres physico-chimiques utilisés. Dans un second temps, la résistance à l’humidité de films entièrement biosourcés a été étudiée en comparant des films dans lesquels les NCC étaient associés soit à des chaines de xyloglucane (XG) natives soit à des chaines de XG oxydées. Les résultats d’AFM et de RN révèlent que les cinétiques d’absorption d’eau et l’hydratation des films dépendent fortement de la possibilité de créer des liaisons hémiacétales intra- et intercouches générant ainsi un réseau covalent. Le troisième axe de recherche concerne la production de surfaces macroscopiques au sein desquelles les NCC seraient orientés dans des directions privilégiées pour élaborer des nanocomposites anisotropes. Un alignement prononcé a été obtenu par l’utilisation d’un flux laminaire de cisaillement.L’ajustement des paramètres structuraux confère aux films multicouches des propriétés physiques macroscopiques spécifiques. Les propriétés mécaniques des films ont donc été déterminées en utilisant la technique SIEBIMM (strain induced elastic buckling instability for mechanical measurements) et ont été reliées aux paramètres structuraux. Ces nanocomposites aux architectures et propriétés modulables pourraient permettre la conception de films minces ou de revêtements intéressants pour des domaines tels que les membranes de séparation ou les supports flexibles pour l’électroniqueCNCs are biobased nanorods that are attracting increasing attention from both the academic and industrial communities due to their numerous properties such as renewability, high specific surface area, excellent mechanical properties, light weight, or non-toxicity. CNCs are thus considered as highly promising blocks for the production of high performance biobased composites. In the last ten years, negatively charged CNCs have been associated with natural or synthetic polycations or neutral biopolymers within multilayered films built by the layer-by-layer assembly technique. In the present study, we have investigated three new research axes in the CNC-based multilayers field. In a first part, polymer chains have been replaced by positively charged inorganic Gibbsite nanoplatelets (GN) to form innovative hybrid nanoparticules-based thin films. We have shown that the architecture of (CNC/GN) films can be tuned over a wide range by adjusting the physico-chemical parameters such as the aspect ratio of the CNC, the ionic strength, or the drying protocol. The detailed internal structure of the multilayered films has been elucidated by the complementary use of AFM and neutron reflectivity (NR) and was attributed to a combination of different interaction forces. In a second part, the resistance to humidity of purely biobased films was investigated by comparing films where CNCs are associated either with neutral xyloglucan chains or with oxidized ones. AFM and NR reveal that the kinetics of water intake and hydration strongly depends on the possibility to form inter- and intra-layer hemiacetal bonds forming a covalent network. The third axis concerns the production of uniformly oriented macroscopic surfaces of CNCs to build anisotropic multilayered nanocomposites. Enhanced alignment was achieved by the use of laminar shear flow.The fine tuning of the structural features of all the multilayered systems studied gives rise to specific macroscopic physical properties. The mechanical properties of films of various architectures (Young’s modulus) have thus been measured using the strain induced elastic buckling instability for mechanical measurements (SIEBIMM) technique and tentatively related to the film’s structure. The tunable properties of such multilayered systems pave the way to the design of thin films and coatings for separation membranes or supports for flexible electronics
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Björck, Matts. "A Structural Viewpoint of Magnetism in Fe and Co Based Superlattices." Doctoral thesis, Uppsala universitet, Fysiska institutionen, 2007. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:uu:diva-7886.
Full textAbstract:
In order to understand the properties of thin film devices, knowledge of the material's structure is essential. The work presented here combines magnetic and structural characterization of the systems studied to gain a deeper physical understanding. The magnetic properties have been studied with a combination of x-ray magnetic circular dichroism, SQUID magnetometry and magneto-optical Kerr effect. For the structural characterization, x-ray reflectivity and diffraction have been used, complemented by neutron diffraction and transmission electron microscopy. One structural property that affects the magnetic moment in metal-on-metal superlattices is interdiffusion between the layers. This is discussed for bcc Fe/Co(001) and bcc Fe81Ni19/Co(001) superlattices. The effect of interdiffusion was seen as a large region of enhanced magnetic moments as compared to theoretical calculations, which assume perfectly sharp interfaces. For the Fe81Ni19/Co(001) superlattices the chemical interface region, as revealed by neutron diffraction, was in good agreement with the region of magnetic enhancement. Another structural property that has been investigated is the strain in the magnetic layers. This does not affect the spin magnetic moment to a large extent. However the magnetocrystalline anisotropy and the orbital moment are affected by the presence of strain. The effects on the orbital moment from strain and interfaces for Fe in Fe/V superlattices was studied, and it was found that the two contributions were separable. In this context the effect of strain on the out-of-plane magnetocrystalline anisotropy in FeCo/Pt has also been studied. The latter system is interesting from a technological perspective since tetragonally distorted FeCo alloys have the potential to be suitable new materials in computer hard drives. Finally, a computer program, based on the Differential Evolution algorithm, to refine primarily x-ray reflectivity data, is presented.
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Ray, Soumya Jyoti. "Nanoscale investigation of superconductivity and magnetism using neutrons and muons." Thesis, University of St Andrews, 2012. http://hdl.handle.net/10023/3190.
Full textAbstract:
The work presented in this thesis was broadly focussed on the investigation of the magnetic behaviour of different superconducting materials in the form of bulk (singe crystals and pellets) and thin films (nanomagnetic devices like superconducting spin valves etc). Neutrons and muons were extensively used to probe the structural and magnetic behaviour of these systems at the nanoscale along with bulk characterisation techniques like high-sensitive magnetic property measurements, scanning probe microscopy and magneto-transport measurements etc. The nanoscale interplay of Superconductivity and Ferromagnetism was studied in the thin film structures using a combination of Polarised Neutron Reflectivity (PNR) and Low Energy Muon Spin Rotation (LE-µSR) techniques while bulk Muon Spin Rotation (µSR) technique was used for microscopic magnetic investigation in the bulk materials. In the Fe/Pb heterostructure, evidence of the Proximity Effect was observed in the form of an enhancement of the superconducting penetration depth (λs) with an increase in the ferromagnetic layer thickness (dF) in both the bilayered and the trilayered structures. The existence of an Inverted Magnetic Region was also detected at the Ferromagnet-Superconductor (F/S) interface in the normal state possibly originating from the induced spin polarisation within the Pb layer in the presence of the neighbouring Fe layer(s). The spatial size (height and width) of the Inverted Magnetic Region did not change much while cooling the sample below the superconducting transition temperature(Tc)and it also stayed unaffected by an increase in the Fe layer thickness and by a change of the applied magnetic field. In the superconducting spin valve structure containing Permalloy (Py) as ferromagnetic layer and Nb as the superconducting layer, LE-µSR measurements revealed the evidence of the decay of magnetic flux density (as a function of thickness) within the Nb layer symmetrically from the Py/Nb interfaces towards the centre of the Nb layer in the normal state. The thickness dependent magnetisation decay occurred over two characteristic length scales in the normal state that stayed of similar values in the superconducting state also. In the superconducting state, an additional contribution towards the magnetisation was found in the vicinity of the Py/Nb interfaces possibly originating from the spin polarisation of the singlet Cooper pairs in these areas. The nanoscale magnetic investigation on a highly engineered F/S/F structure (where each of the F blocks made of multiple Co/Pd layers with magnetic moments aligned perpendicular to the plane of these layers and neighbouring magnetic blocks separated by Ru layers giving rise to antiferromagnetic alignment) using LE-µSR showed an antisymmetric thickness dependent magnetic flux density profile with two characteristic length scales. In the superconducting state, the magnetic flux density profile got modified within the superconducting Nb₆₇Ti₃₃ layer near the F/S interfaces in a way similar to that of observed in the case of Py/Nb system, most likely because of the spin polarisation of the superconducting electron pairs. The vortex magnetic phase diagram of Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O10-δ was studied using the Muon Spin Rotation (µSR) technique to explore the effects of vortex lattice melting and rearrangements for vortex transitions and crossover as a function of magnetic field and temperatures. At low magnetic fields, the flux vortices undergo a first order melting transition from a vortex lattice to a vortex liquid state with increasing temperature while another transition also occurred with increasing field at fixed temperature to a vortex glass phase at the lowest temperatures. Evidence of a frozen liquid phase was found in the intermediate field region at low temperature in the form of a lagoon in the superconducting vortex state which is in agreement with earlier observations made in BiSCCO-2212. The magnetic behaviour of the unconventional superconductor Sr₂RuO₄ was investigated using µSR to find the evidence of normal state magnetism and the nature of the vortex state. In the normal state, a weak hysteretic magnetic signal was detected over a wide temperature and field range believed to be supporting the evidence of a chiral order parameter. The nature of the vortex lattice structure was obtained in different parts of the magnetic phase diagram and the evidence of magnetic field driven transition in the lattice structure was detected from a Triangular→Square structure while the vortex lattice stayed Triangular over the entire temperature region below Tc at low fields with a disappearance of pinning at higher temperatures.
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Pasquier, Coralie. "Interactions et structures dans les solutions hautement concentrées de protéines globulaires : étude du lysosyme et de l'ovalbumine." Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S172/document.
Full textAbstract:
Les phases concentrées de protéines sont au centre de nombreuses études visant à identifier et caractériser les interactions et transitions de phases mises en jeu, en utilisant le large corpus de connaissances acquis sur les phases concentrées de colloïdes. Ces phases concentrées de protéines possèdent en outre une grande importance dans des domaines aussi variés que l’industrie agroalimentaire, l’industrie pharmaceutique et la médecine. L’établissement d’équations d’état présentant la pression osmotique (Π) en fonction de la fraction volumique (Φ) est une méthode efficace de caractérisation des interactions entre les composants d’un système. Nous l’avons appliquée à des solutions de deux protéines globulaires, le lysozyme et l’ovalbumine, en balayant une gamme de fractions volumiques allant d’une phase diluée (Φ < 0,01) à une phase concentrée, solide (Φ > 0,62). Les équations d’état obtenues, couplées à d’autres techniques (SAXS, simulations numériques), ont permis de mettre en évidence un comportement très différent des deux protéines lors de la concentration et ont montré leur complexité en comparaison avec des colloïdes modèles. La mise en relation des équations d’état et du comportement interfacial de ces deux protéines a montré des points de convergence et permis de formuler une nouvelle hypothèse expliquant certaines observations portant sur l’adsorption des protéines à l’interface air-eauConcentrated phases of proteins are the subject of numerous studies aiming at identifying and characterizing the interactions and phase transitions at play, using the large corpus of knowledge in the field of concentrated colloids. Those concentrated phases of proteins have, in addition, a great importance in various fields, such as food industry, pharmaceutical industry and medicine. The establishment of equations of state relating osmotic pressure (Ð) and volume fraction (Φ) is an efficient way of characterization of the interactions between the components of a system. We applied this method to solutions of two globular proteins, lysozyme and ovalbumin, spanning volume fractions ranging from a dilute phase ( Φ < 0,01) to a concentrated, solid phase ( Φ > 0,62). The equations of state, coupled to other methods (SAXS, numerical simulations), enabled us to show that the two proteins carry a very different behavior when submitted to concentration and that their complexity is beyond that of colloids. Relating equations of state and interfacial behavior of these two proteins also showed points of convergence and enabled us to formulate a new hypothesis which explains some of the results obtained in the study of adsorption of proteins at the air-water interface
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Yang, Yong. "Carbon dioxide assisted polymer micro/nanofabrication." Connect to resource, 2005. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc%5Fnum=osu1117591862.
Full textAbstract:
Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2005.Title from first page of PDF file. Document formatted into pages; contains xviii, 226 p.; also includes graphics (some col.). Includes bibliographical references (p. 206-226). Available online via OhioLINK's ETD Center
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BALLOT, BENEDICTE. "Etude par reflectivite de neutrons de multicouches metalliques nickel/titane pour miroirs de neutrons." Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112057.
Full textAbstract:
L'etude porte sur les multicouches nickel/titane, appelees supermiroirs, et utilisees dans les guides de neutrons. Elles permettent, par l'augmentation de la valeur de l'angle critique apparent de reflexion totale, d'accroitre la transmission des guides. Nous avons mis au point une nouvelle technique de caracterisation des supermiroirs: la multireflexion de neutrons. Elle permet d'obtenir rapidement une grande precision sur la mesure du plateau de reflexion totale et de son extension. Nous avons montre que l'addition d'azote dans le nickel permet d'augmenter la valeur de la densite de longueur de diffusion coherente par rapport au nickel pur, ce qui augmente le pouvoir reflecteur de ce materiau. L'addition de carbone dans le nickel diminue la taille des grains, contribuant ainsi a la diminution des rugosites d'interfaces. Afin d'estimer la duree de vie des guides, des echantillons de une, deux, quatre et vingt couches ont ete irradies par des neutrons thermiques et rapides, sous differentes fluences. Sur plusieurs echantillons, les effets suivants ont ete observes: endommagement de la couche de surface, restauration du nickel et evolution de la structure du titane. Cependant, les proprietes reflechissantes des supermiroirs ne sont pas diminuees sous irradiation. L'interpretation proposee pour expliquer l'evolution du titane est une transformation de la phase hexagonale compacte du titane pur, vers une phase tih de structure cubique a faces centrees de parametre a=4,38 angstroms. Cette interpretation explique la plupart des observations experimentales obtenues par reflectivite de neutrons, diffraction x, exafs, microscopie electronique en transmission haute resolution (modes image et diffraction). Certains resultats de cette etude ont ete utilises pour la realisation des deux premiers guides de neutrons en supermiroirs au laboratoire leon brillouin. Les resultats des mesures de flux montrent que l'utilisation des supermiroirs permet d'obtenir un gain d'un facteur deux par rapport au meme guide uniquement revetu de nickel
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Ott, Frédéric. "Neutron scattering on magnetic nanostructures." Habilitation à diriger des recherches, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00429509.
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Brouette, Nicolas. "Influence des propriétés interfaciales de couches organiques sur l'adsorption de protéines globulaires." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2012. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209645.
Full textAbstract:
Dans ce travail, l'adsorption de protéines globulaires sur des surfaces modifiées a été investiguée par ellipsométrie et par réflectivité de neutrons.L'adsorption de myoglobine deutérée sur des monocouches hydrophobes d'OTS et de PS a été étudiée par réflectivité de neutrons pour des solutions de protéines de différentes concentrations (de 1 mg/ml à 0.01 mg/ml). A basse concentration, les protéines adsorbées se dénaturent et s'étalent sur le substrat hydrophobe et l'adsorption résulte en une fine couche dense en protéines. Sur le PS, les protéines s'étalent moins, ce qui est en accord avec la moindre hydrophobicité du PS. A haute concentration, une couche supplémentaire peu dénaturée est observée au-dessus de la première couche.
La cinétique d'adsorption primaire de HSA a été étudiée par ellipsométrie sur des brosses de PEG (Mw = 35700 Da) de différentes densités de greffage. Les résultats confirment que les brosses de PEG répriment l'adsorption de protéines. En outre, l'adsorption est très rapide sur le PS, tandis que sur les brosses, l'adsorption est plus lente. Le comportement à temps long de la quantité adsorbée Γ en fonction de la densité de greffage σ est en accord semi-quantitatif avec une théorie développée par Halperin et basée sur les différentes contributions à l'énergie libre d'une protéine adsorbée. Il a également été mis en évidence un régime pour lequel le taux d'adsorption dΓ/dt décroît exponentiellement avec la quantité de protéines adsorbées Γ.
L'adsorption de protéines (lysozyme, HSA et myoglobine) a ensuite été étudiée sur des brosses de PNIPAM en fonction des paramètres de la brosse et de la température. Les brosses ont été greffées par ATRP à partir d'une monocouche d'OEG (oligo éthylène glycol) silanisé contenant du brome comme initiateur. Il a été montré que l'adsorption primaire sur la surface de greffage est inférieure à 0.1 mg/m^2 et que l'adsorption ternaire dans la brosse, en dessous et au-dessus de la LCST, ne dépasse pas 1 mg/m^2 (~ 2% de fraction volumique en protéines). La résistance à l'adsorption a été associée à la présence d'une région hydrophile superficielle qui pourrait présenter une barrière cinétique à l'adsorption des protéines dans le cœur moins polaire de la brosse.
L'ensemble de ces résultats montre que les propriétés interfaciales du substrat jouent un rôle crucial dans les processus d'adsorption des protéines.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished
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Yu, Wumin. "Interfacial Structure of Bilayer Compensation Films Prepared by Direct Coating Process." University of Akron / OhioLINK, 2012. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1353304726.
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MIRAMOND, CORINNE. "Proprietes magnetiques de reseaux de plots de permalloy, reflectivite de neutrons polarises." Paris 11, 1997. http://www.theses.fr/1997PA112051.
Full textAbstract:
Ce travail de these eu un double objectif: etudier les configurations magnetiques de reseaux de plots de permalloy amorphe et exploiter la reflectivite de neutrons polarises pour sonder les proprietes magnetiques des films minces. Pour la fabrication des plots magnetiques, nous utilisons trois techniques de lithographie (optique, rayons x et electronique). Nous obtenons des reseaux reguliers de plots de dimensions laterales d'une centaine de nanometres a quelques micrometres ; les epaisseurs varient de 20 a 600 nanometres. L'etude des proprietes magnetiques repose sur la confrontation entre les mesures de magnetometries classiques et les observations des domaines par microscopie a force magnetique, avec et sans champ magnetique applique. Nous etablissons experimentalement le diagramme diametre-epaisseur des configurations magnetiques stables pour des plots de permalloy amorphe, a section circulaire, disposes en reseaux sans interaction dipolaire, a l'etat remanent. Pour les faibles epaisseurs et des diametres micrometriques, le renversement de l'aimantation fait intervenir une paroi en forme de la lettre c et conduit a une structure en vortex stable a champ nul. Pour des diametres de 100 nanometres et des epaisseurs inferieures a 100 nanometres, on obtient des plots monodomaines. Pour des dimensions intermediaires entre les deux precedentes, des plots monodomaines cohabitent avec des plots ayant une seule paroi. Lorsque le diametre et l'epaisseur sont superieurs a 100 nanometres, la configuration magnetique, complexe, se fait dans tout le volume du plot. Nous considerons aussi des plots a section carree. Nous presentons des reseaux de plots, de section circulaire ou rectangulaire, avec interaction dipolaire. L'ordre antiferromagnetique est l'etat le plus stable, pour les reseaux de plots monodomaines. Nous presentons ensuite une approche theorique de la reflectivite de neutrons par la methode dynamique qui permet de prendre en compte completement la polarisation du neutron. La reflectivite de neutrons permet de connaitre, avec une grande precision, la composante planaire du moment magnetique d'une couche magnetique ; nous en donnons des exemples. Nous commencons une etude de la rugosite magnetique sur des lignes micrometriques de permalloy par reflectivite non speculaire de neutrons
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Ott, Frédéric. "Etude de couches minces magnetiques par reflectivite de neutrons polarises. Diffusion hors speculaire sur des structures periodiques." Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112432.
Full textAbstract:
Des progres importants ont ete faits dans la comprehension de la technique de reflectivite de neutrons polarises avec analyse de polarisation a la fois sur le plan theorique (effets d'energie zeeman) et experimental (polarisation des faisceaux). Nous avons montre que la modelisation des experiences de reflectivite et leur simulation numerique permet de se dispenser de mesurer systematiquement l'ensemble des courbes de reflectivite pour chaque condition de champ et de temperature. Pour un systeme de bicouches magnetiques, il a ete possible d'obtenir des informations magnetiques resolues en profondeur en fonction du champ magnetique applique grace a quelques points experimentaux de l'espace reciproque. Cette technique permet de reduire considerablement les temps d'experience. Dans des systemes de couches simples de nickel, nous avons montre qu'il est possible d'induire des inhomogeneites de rotation de l'aimantation en soumettant ces systemes a des contraintes de deformation. Ces effets sont lies a des gradients de constante magneto-elastique (me) dans l'epaisseur des films. Dans des systemes de tricouches a constante me modulee nous avons pu induire des gradients de rotation d'aimantation importants (jusqu'a 50). Une nouvelle technique magneto-optique de mesure de la direction de l'aimantation dans des films minces sans rotation du champ magnetique exterieur applique a ete demontree. Le champ d'utilisation de la reflectivite de neutrons a ete etendu au domaine non speculaire. Il a ete possible de rendre compte quantitativement de la diffusion hors speculaire sur des systemes 2d modeles de reseaux lithographies. Cette nouvelle technique permettra a moyen terme de determiner quantitativement l'aimantation de structures magnetiques avec une resolution non seulement en profondeur mais aussi lateralement dans le plan des couches magnetiques.
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Chennevière, Alexis. "Dynamique de chaînes de polymère greffés et glissement aux interfaces." Thesis, Paris 11, 2014. http://www.theses.fr/2014PA112404/document.
Full textAbstract:
Dans de nombreux cas, le développement de surfaces aux propriétés adhésives spécifiques fait appel à l’utilisation « d’interfaces décorées ». Ces interfaces sont composées d’un substrat solide sur lequel des chaînes de polymère sont plus ou moins bien ancrées. Ces chaînes se couplent mécaniquement au matériau environnant et contrôlent la transmission des contraintes de friction et d'adhésion aux interfaces. Ce couplage dépend en particulier de la pénétration des chaînes de surface dans la matrice et de leur dynamique. Dans cette thèse, les systèmes que nous avons étudiés sont constitués d’une couche de chaînes de polymère dont une extrémité est liée de manière covalente à un substrat solide. Ces brosses de polymère, constituent un système modèle pour des interfaces décorées. Notre objectif a été d’étudier la conformation et la dynamique de ces chaînes greffées lorsque ces dernières sont soumises à différents types de sollicitations afin de comprendre les mécanismes moléculaires régissant les propriétés d’adhésion et de friction de ce type d’interface. Dans un premier volet, nous avons étudié par réflectivité de neutrons la cinétique de cicatrisation d'une interface composée initialement de chaînes greffées recroquevillées sur un substrat et en contact avec un fondu. Lorsque le système est amené à une température supérieure à la température de transition vitreuse, les chaînes de polymère retrouvent une mobilité non nulle permettant ainsi la pénétration des chaînes greffées dans le fondu de polymère. La réflectivité de neutrons nous a permis d'une part de sonder à l'échelle moléculaire la cinétique de cicatrisation de ce type d’interface et d'autre part de la quantifier. L'influence des paramètres moléculaires sur cette cinétique de cicatrisation a pu être observée, ce qui nous a permis de proposer un modèle en loi d'échelle permettant d'apporter une interprétation physique au phénomène étudié. La deuxième partie de ce travail de thèse a consisté en l'élaboration d'un dispositif expérimental permettant de cisailler un système brosse/fondu au-dessus de la température de la température transition vitreuse et de geler la conformation des chaînes greffées dans leur configuration cisaillée. L'inversion des spectres de réflectivité neutrons associés a permis de mettre en évidence l'influence du cisaillement sur le degré d'interpénétration entre la brosse et le fondu qui régit la transmission des contraintes de friction sur ce type d'interface. De plus, nous avons pu mesurer la cinétique de relaxation de chaînes greffées, cisaillées au préalable, et la comparer aux expériences d’interdigitation simple. Cette comparaison a permis de divulguer l’importance du type de sollicitation sur la cinétique de relaxation d’une interface brosse / fondu.Nous avons également observé que la cinétique de relaxation et la conformation de chaînes greffées peuvent être altérées lorsque ces dernières sont confinées dans un film d'épaisseur comparable au rayon de giration des chaînes. Une étude systématique par réflectivité de neutrons a permis de mettre en évidence une accélération de la cinétique de relaxation du système en dessous d'une épaisseur critique qui pourrait être interprétée en termes de déplacement de la température de transition vitreuse. Dans un deuxième temps, nous avons étudié le glissement de solutions de polymères sur une surface greffée. La fraction volumique en chaînes libres dans la solution est un paramètre supplémentaire aux trois cas précédents qui contrôle ici le degré d'interpénétration entre chaînes libres et chaînes greffées. Une première approche théorique a permis de dissocier différents régimes de glissements à la paroi en fonction de fraction volumique. Nous avons entrepris une première série d'expériences de vélocimétrie laser après photolyse afin de mesurer le glissement à la paroi de solutions de polymère et de confronter les résultats expérimentaux avec notre approche théoriqueIn many cases, the development of surfaces with specific adhesive properties involves the use of "decorated interfaces." These interfaces consist of a solid substrate on which polymer chains are more or less well anchored. These chains are mechanically coupled to the surrounding material and control the transmission of friction and adhesion stresses at the interfaces. This coupling depends particularly on the penetration of the surface chains within the matrix and on their own dynamics. In this thesis, the systems we investigated are composed of a layer of polymer chains whose end is covalently linked to a solid substrate. These, so called, polymer brushes, provide a model system for decorated interfaces. Our objective was to study the conformation and dynamics of these grafted chains when they are subjected to different types of stress in order to understand the molecular mechanisms governing the adhesion and friction properties of this type of interface.In the first part, we investigated the healing kinetics of an interface composed initially of grafted chains collapsed on a substrate and in contact with a molten by using neutron reflectivity. When the system is brought above the glass transition temperature, the polymer chains mobility is high enough to allow the penetration of the grafted chains within the polymer melt. Neutrons reflectivity allowed us to probe at the molecular scale and to quantify the healing kinetics of this type of interface. The influence of molecular parameters on this healing kinetics was observed, which allowed us to propose a scaling law model to give a physical interpretation to the phenomenon studied.The second part of this thesis consisted in the development of an experimental setup which is able to shear a brush / melt interface above the glass transition temperature and to freeze the conformation of chains grafted in their sheared conformation. The inversion of the associated neutron reflectivity spectra made it possible to demonstrate the influence of shear on the degree of interpenetration between the brush and the melt which governs the transmission of stresses. In addition, we measured the kinetics of relaxation of grafted chains previously sheared and we compared it to the interdigitation experiments. This comparison highlighted the influence of the kind of solicitation on the relaxation kinetics of a brush/melt interface.We also observed that the relaxation kinetics and the conformation of the grafted chains may be altered when they are confined in a film which thickness is comparable to the radius of gyration of the chains. A systematic study using neutron reflectivity was conducted and highlighted an acceleration of the relaxation kinetics of the system below a critical thickness which could be interpreted in terms of a shift in the glass transition temperature.Secondly, we studied the slip of polymer solutions onto a grafted surface. The volume fraction of free chains in solution is an additional parameter which controls the degree of interpenetration between free chains and grafted chains. A first theoretical approach showed that different slip regimes can occur as a function of volume fraction. We have undertaken a first series of experiments using laser velocimetry after photobleaching to measure the surface velocity of flowing polymer solutions and to compare the experimental results to our theoretical approach
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Aschi, Adel. "Effets du chlorure de guanidinium sur la structure et les propriétés de la caséine- beta en solution et à l'interface avec l'air." Phd thesis, Institut national agronomique paris-grignon - INA P-G, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003548.
Full textAbstract:
Dans un solvant aqueux, la caséine beta est composée des monomères hydrophiles et hydrophobes et forme des structures micellaires sphériques, dont à partir nous pourrions extraire les caractéristiques principales, exemples la taille et les interactions entre agrégats. Les expériences précédentes ont montré qu'en présence dans la solution d'un agent dénaturant, comme le chlorure de guanidinium (GdmCl), la caséine beta passe d'un état micellaire vers un état de monomère. En présence de 3 et 4M de GdmCl, nous avons remarqué une légère différence entre les valeurs de c/I(0,c) cela traduit par le fait que les solutions de caséine beta ne présentent pas le même contraste. Donc lorsque la concentration du GdmCl augmente le contraste augmente et vise versa. La mesure du second coefficient du viriel nous a permis d'estimer les interactions intermoléculaires lorsque la protéine est dénaturée par une forte concentration de GdmCl. A fortes concentrations de GdmCl les interactions sont répulsives et que les effets de concentrations ne peuvent pas être négligés. Or nous avons remarqué encore que le second coefficients de viriel est très faible et la valeur obtenue ne prouve pas l'aspect d'un état d'une protéine dépliée, mais peut être c'est un état intermédiaire entre un régime où la caséine beta est considérée comme une chaîne gaussiènne et un autre régime où elle est considérée comme une chaîne à volume exclu. La détermination du préfacteur P et de l'exposant alpha permet encore de connaître la nature des interactions. Les valeurs obtenues montrent que la caséine beta en présence de 3M de chlorure de guanidinium se comporte comme un polymère à volume exclu. Donc à partir de ce résultat on peut confirmer l'existence des répulsions à longue distance à l'intérieure de la chaîne polypeptide, interdisent le contact entre les segments d'acides aminés. Nous avons remarqué une contradiction en comparant ce dernier résultat à celui obtenu par l'étude de A2. En fait dans la seconde étude la gamme des q, (3 < qRg < 2 Rg/b) est faible et on ne peut pas confirmer l'état de la protéine si elle est considérée comme une chaîne guaussienne ou à volume exclu. 116 La détermination de L et b met en évidence l'existence de structures résiduelles le long de la chaîne dénaturée. Mais le problème qui se pose, c'est que le modèle de Pedersen et. al n'est pas bien applicable pour la faible zone de q (qb < 3.1). L'effet de concentrations joue un rôle très important. La caséine beta en présence d'une forte concentration de chlorure de guanidinium a un rayon de giration guaussien presque égale au rayon de giration à concentration nulle. Ce résultat prouve que la protéine n'est pas dans état totalement déplié et confirme nos résultats obtenus par l'étude du second coefficient de viriel. 4M de chlorure de guanidinium ne change pas la qualité du solvant. Mais, désormais augmente de façon significative la CMC. Toujours, cette étude prouve que la physique des polymères et l'étude des protéines sont deux aspects complémentaires. Nous avons vu par une approche plutôt simple, une description de la structure des agrégats d'une protéine spécifique. Le modèle de copolymère a pu décrire la caséine beta. Les études expérimentales de la caséine beta, proche d'une interface air / liquide, qui seront présentées plus loin, indiquent également des similitudes avec l'approche théorique..87 L'effet du GdmCl sur l'adsorption de la caséine beta a été étudié par des mesures de la structure et des propriétés de surface des couches formées à l'interface air/tampon. Les mesures de réflectivité des neutrons ont montré que la quantité de protéine adsorbée diminue quand la concentration en GdmCl augmente. Ceci était prévisible du fait que le GdmCl est un agent qui dénature et augmente la solubilité des protéines. Une élévation de la température augmente la concentration de surface totale de la protéine. L'effet hydrophobe semble donc impliqué dans l'énergie d'adsorption. Aux concentrations volumiques élevées de la solution protéique, l'interprétation des résultats laisse à penser qu'une partie de la protéine adsorbée se trouve dans l'air. Ce phénomène a déjà été observé à partir de résultats obtenus par réflectivité des rayons X dans le cas de la caséine beta et par réflectivité des neutrons dans le cas de copolymères multiblocs synthétiques. Il semble donc que l'existence d'une partie de la molécule dans l'air devrait être prise en considération dans tout modèle d'adsorption de copolymères multiblocs à l'interface gaz/liquide. Les propriétés de surface des couches d'adsorption de caséine ont été interprétées à partir du modèle thermodynamique d'un polymère multibloc asymétrique..87 Ainsi, l'effet de la concentration en GdmCl est de changer la conformation des blocs bidimentionnels à partir 117 d'une structure à deux dimensions modérément écroulée vers une structure de chaîne 2 D à volume exclu. Ce changement de structure correspond à la rupture de liaisons non covalentes entre les monomères des blocs bidimentionnels, comme on peut l'attendre des propriétés du GdmCl. Une augmentation de la température semble rompre également des liaisons non covalentes et mène à un gonflement des molécules adsorbées. Ainsi, la conformation des molécules adsorbées dépend fortement d'interactions non covalentes qui ne semblent pas uniquement de nature hydrophobe. Finalement, on peut conclure que de nombreuses liaisons non covalentes contribuent à la structure des blocs solvophobes de la caséine-beta lorsque cette protéine est adsorbée à l'interface tampon/air à partir d'un milieu non dénaturant. La présence d'un concentration suffisante de dénaturant semble rompre ces intéractions et induire des comportements de polymère à volume exclu.
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Heller, William Thomas. "A feasibility study on neutron reflectivity of lipid bilayers." Thesis, 1996. http://hdl.handle.net/1911/14099.
Full textAbstract:
The feasibility of studying the mechanical properties of lipid bilayers utilizing neutron reflectivity is examined. The properties of interest are the bulk modulus for compressibility and the membrane rigidity. It is possible to analyze reflectivity measurements of aligned lipid bilayers in terms of theories developed for scattering experiments. Experimental results are presented which indicate that it is possible to study lipid bilayers using neutron reflectivity, but the results point out deficiencies in the particular apparatus used to perform the experiments. Experimental requirements for future work are presented.
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Toolan, D. T. W., R. Barker, Timothy D. Gough, P. D. Topham, J. R. Howse, and A. Glidle. "Gravimetric and density profiling using the combination of surface acoustic waves and neutron reflectivity." 2016. http://hdl.handle.net/10454/11033.
Full textAbstract:
YesA new approach is described herein, where neutron reflectivity measurements that probe changes in the density profile of thin films as they absorb material from the gas phase have been combined with a Love wave based gravimetric assay that measures the mass of absorbed material. This combination of techniques not only determines the spatial distribution of absorbed molecules, but also reveals the amount of void space within the thin film (a quantity that can be difficult to assess using neutron reflectivity measurements alone). The uptake of organic solvent vapours into spun cast films of polystyrene has been used as a model system with a view to this method having the potential for extension to the study of other systems. These could include, for example, humidity sensors, hydrogel swelling, biomolecule adsorption or transformations of electroactive and chemically reactive thin films. This is the first ever demonstration of combined neutron reflectivity and Love wave-based gravimetry and the experimental caveats, limitations and scope of the method are explored and discussed in detail.
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Lu, Kuan Hsun, and 呂冠勳. "Through-thickness Separation in Spin-cast PTB7:PC71BM Thin Films as Revealed via Combined X-ray and Neutron Reflectivity Measurements." Thesis, 2015. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/r4e7z2.
Full text
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于冠禮. "Study of structure and the magnetic coupling of permalloy/Cr/permalloy trilayers using polarized neutron reflectivity and X-ray scattering." Thesis, 2004. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/s7gu94.
Full textAbstract:
博士國立清華大學
工程與系統科學系
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The magnetic coupling between two permalloy layers with Cr separating layer was studied using longitude magneto-optical Kerr effect measurement (LMOKE), polarized neutron and X-ray diffraction XRD. The coupling between two permalloy layers is antiferromagnetic-like when the Cr thickness is near 2.4 nm along the easy axis. A strong biquadratic coupling term has been found from the polarized neutron reflectivity study. The strong biquadratic coupling may be caused by the rough interface between the permalloy and Cr layers. The coupling strength is getting stronger as lower temperature but higher than a phase change temperature TN. As the temperature is lower than TN, the coupling strength drops sharply. It's believed that the TN is short-range antiferromagnetic order and long-range antiferromagnetic order of the type of an incommensurate spin density wave transition. The missing GMR effect of this system might be due to this strong biquadratic coupling of the permalloy layers. X-ray diffraction, X-ray anomalous scattering and X-ray absorption near edge spectroscopy are used to study the structure of epitaxial films. The hysterisis loop with two-fold symmetry was discussed with the crystal structure. Usual X-ray diffraction was hard to determine the structure of Cr because the film was so thin. The anomalous X-ray diffraction and reflectivity is helpful to analyze the structure and interface roughness of Cr layer with permalloy neighbors. X-ray absorption near edge spectroscopy was also done to study the Cr structure. As the Cr layer is thinner, the absorption spectrum of Cr is more fcc-like as permalloy. On the opposite, as the Cr layer is thicker, the spectrum of Cr is more similar to bcc bulk Cr. The results imply that the Cr layer with permalloy neighbors could have slight of interdiffusion. Another possibility is the thin Cr layer could be strained by permalloy neighbors and formed psudomorphic fcc structure.
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Matiwane, Aphiwe. "Neutron tunneling in nanostructured systems: isotopical effect." Diss., 2018. http://hdl.handle.net/10500/25095.
Full textAbstract:
Tunneling phenomenon has been studied since the time of Sir Isaac Newton. In the case of neutron tunneling phenomenon, it is the quantum mechanics wave-particle duality which manifests itself. In this case, particularly, the neutron wave-packet under total reflection condition suffers the so-called frustrated total reflection as known in standard optics. More accurately, this tunneling phenomenon shows itself via sharp dips in the plateau of total reflection. The prerequisite to observe such quantum mechanics phenomenon lies within a thin film Fabry-Perot resonator configuration. This thin film Fabry-Perot resonator geometry consists of two reflecting mirrors separated by a transparent material from a neutron optics viewpoint. In view of the specific neutron scattering properties related to the spin of the neutron wave-packet. As a direct proof, isotopic nickel based thin films Fabry-Perot resonator have been fabricated by depositing thin film of nickel by ion beam sputtering. The vacuum chamber was pumped down to the pressure of 10-8 mbar and deposition was performed at pressure of 2x10-4 mbar. The deposition rate was kept at 1.5 nm / minute and thickness layers were monitored by a calibrated quartz microbalance. Unpolarized neutron reflectometry measurements were carried out at the ORPHEE reactor using the time-of-flight EROS reflectometer. The incidence neutron wavelength varied between 3 – 25 Å. The grazing angle and angular resolution were of the order of 0.8˚ and 0.05 respectively. The software program, a Matlab routine for the simulation of specular X-ray and neutron reflectivity data with matrix technique, was employed to simulate the phenomenon and thereafter the experimentally obtained data and calculated (theoretical) data were compared. From the analysis of the comparison, a conclusion was drawn about the agreement between experimental data and theoretical data. The tunneling phenomenon has been observed in nanostructured isotopic nickel based thin film Fabry-Perot resonator. It manifested itself by the existence of dips, tunneling resonances, in the total reflection plateau due to quasi-bound states in the isotopic nickel based thin film Fabry-Perot resonator. In total, there were 7 tunneling resonances. The full widths at half maximum of these dips were found to decrease with increasing momentum wave vector transfer (Q) and this correlated to the neutron lifetime in the nanostructured isotopic nickel based thin film Fabry-Perot resonator.Physics
M. Sc. (Physics)
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Jui-Ching, Wu. "Studies on the DNA Adsorption by the Mixed Lipid Monolayer at the Air-Liquid Interface Using X-ray/Neutron Reflectivity, BAM and AFM." 2006. http://www.cetd.com.tw/ec/thesisdetail.aspx?etdun=U0016-1303200709464429.
Full text
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Liu, I.-Ting, and 劉依婷. "Adsorption of DNA by Charged Diblockcopolymer and Lipid Monolayer at the Air-water Interface by Langmuir-Blodgett method and X-ray/Neutron Reflectivity." Thesis, 2010. http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/34882072994723357064.
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