[发明专利]根据大气压力下的一系列溶剂分压来研究多孔有效衬底表面的光学性质的变化的系统和方法

说明书

用于研究多孔有效衬底表面的光学性质的变化的系统和方法，所述光学性质涉及例如有效表面深度和折射率、孔径、孔体积和大气压力下的孔径分布。

本申请要求于2016年3月18日提交的美国申请序列号14/999,015的优先权。

技术领域

本发明涉及用于研究衬底的系统和方法，更具体地涉及用于研究多孔有效衬底表面的光学性质的变化的系统和方法，所述光学性质涉及例如有效表面深度和折射率、孔径、孔体积和大气压力下的孔径分布。

背景技术

已知从含有分析物的液体将含有已知分析物的薄膜沉积到衬底上。例如，Pfeiffer等人名下的第8,531,665、8,493,565、8,130,375和7,817,266号的专利描述了小室，使含有分析物的流体流入该小室中，使得存在于所述流体中的分析物沉积到衬底上。还规定将椭圆偏振仪波束引导到含有分析物的所述薄膜上，并且在使用期间，使偏振的电磁辐射束与所述衬底上的薄膜相互作用，然后进入检测器。

还已知表征包括孔的衬底的有效表面，通过瞬时使溶剂渗透到其中足够长以允许针对一系列溶剂值对其进行椭圆偏振测量研究。已知的相关参考文献是：Baklanov等人名下的第6,435,008、6,319,736和6,662,631号专利；Boissire等人撰写的在Langmuir 2005,21,12362-12371中刊登的题目为“通过环境椭圆偏振测量孔隙率来评价介孔薄膜的孔隙率和力学性能(Porosity and Mechanical Properties of Mesoporous Thin FilmsAssessed by Environmental Ellipsometric Porosity)”的论文；Xinxin和Vogt撰写的在Chem.Mater.Amer.Chem.Soc,Web 04/18/2008刊登的题目为“二氧化碳介导的介孔二氧化硅薄膜的合成：使用压力来调节性能(Carbon Dioxide Mediated Synthesis ofMesoporous Silica Films:Tuning Properties using Pressure)”的论文；以及Vogt等人撰写的在Chem.Mater.,17,1398-1408中刊登的题目为“用小角度中子散射和X射线孔隙率测定法表征有序介孔二氧化硅薄膜(Characterization of Ordered Mesoporous SilicaFilms Using Small-Angle Neutron scattering and X-ray Porosimetry)”的论文。注意的是所述参考文献没有描述在大气压力下的使用。

在其它公开中，本申请人知道不存在依赖于对开放(开放到环境中)室中的分压的直接测量的现有技术系统。已知的现有技术系统使用闭合室并应用反馈系统来控制进入所述开放室中的溶剂流量以设定所需的分压。另外，已知的分压监测器仅在水是所涉及的溶剂时才适用。如在本说明书中的以下内容中公开的那样，本发明采用开放室，在所述开放室中产生了分压。此外，如以下内容中公开的那样，本发明不限于仅使用水作为溶剂。

对于发明人的知识，以前未知的是用于研究多孔有效衬底表面的光学性质的变化、涉及例如有效表面深度和折射率、孔径、孔体积和大气压力下的孔径分布、的系统和方法，所述系统能够使气体在一系列不同的已知溶剂分压下流动，所述气体在其中含有至少一种溶剂并且在监测温度下流过所述衬底表面。这里公开了这样的系统和方法。

发明内容

本发明是一种用于研究多孔有效衬底的光学性质的变化的系统，所述衬底包括表面，所述光学性质涉及例如有效表面深度和折射率、孔径、孔体积和大气压力下的孔径分布，所述系统能够使气体在一系列不同的已知溶剂分压下流动，所述气体在其中含有至少一种溶剂并且在监测温度下流过所述衬底表面。

本发明的系统包括：

a)至少一种溶剂流的至少一个源和引起溶剂质量流的控制器；

b)气体流的源和引起气体质量流的控制器；