Ytmolekyler

Ytmolekyler är molekyler som finns vid eller nära ytan hos ett material, ofta i kontakt med en annan fas såsom luft eller vätska. De skiljer sig från molekyler i den inre bulkfasen genom sin omgivning och ofta genom en modifierad bindningsmiljö vid ytan. Ytmolekyler kan vara tillfälligt adsorberade eller permanenta som en del av ett ytskikt. Deras förekomst och sammansättning styr många ytfunktioner, inklusive våtbarhet, adhesion, katalytisk aktivitet och korrosion.

Ytmolekyler kan vara adsorberade på ytan genom fysikalisk adsorption (fysiksorption) eller kemisk adsorption (chemisorption). I fallet med monolager eller självorganiserade monolager (SAM) bildas ett ordnat ytskikt där molekylerna binds till ytan och deras funktionella grupper kan rikta sig mot gränsskiktet. Ytmonolager beskrivs ofta med yttäckning, surface coverage θ mellan 0 och 1.

Exempel på ytmolekyler är organiska tioler som bildar självorganiserade monolager på guldytor, samt ytaktiva ämnen vid luft-vätskegränsen. Biomolekyler som proteiner eller lipider kan också adsorberas på biomediska ytor. Dessa ytskiktsfenomen är centrala i bland annat sensorik, korrosionsskydd, smörjning, katalys och ytbearbetning av medicinska material.

Metoder för att studera ytmolekyler inkluderar ytkemisk spektroskopi som XPS och IR-spektroskopi, sum-frequency generation vid gränssnitt, samt bild- och topografiska tekniker som AFM och STM. Teoretiska modeller som Langmuir- eller Freundlich-isoterm används för att beskriva yttäckning och adsorptionsdynamik.