高质量单分子层的生产——即只有一个分子，与光电元件高度相关，例如现代手机中使用的有机发光二极管：寿命和能源效率都可以提高。

马克斯普朗克聚合物研究所的科学家们，通过与德累斯顿工业大学的合作，现在已经使用激光来研究如何将水表面用作分子规则排列的模板以及其背后的物理化学机制（Chem，“表面活性剂单层- 结晶准二维聚合物的辅助生长”）。

MPI 聚合物研究团队研究了分子如何在水面控制下自行排列。（图片：用于聚合物研究的 MPI）

有机发光二极管由许多薄层组成，其中一些只有一个分子厚。“水上化学”——利用水表面影响化学反应——早在 1980 年代就被发现，是生产这种层的有希望的候选者。就像鸡蛋壳一样，这种类型的化学提供了选择性地迫使分子进入一个结晶 ，即规则排列结构：它们只能位于水面上的表面活性剂允许它们进入的位置。

到目前为止，尚不清楚哪些物理和化学过程可用于实现这种安排。例如，表面活性剂的电荷起什么作用？水面上的键距必须在多大程度上与应用分子的键距相匹配？

MPI 聚合物研究中心 Mischa Bonn 部门的组长 Yuki Nagata 和他的团队已经解决了这些问题。为此，他们使用“聚苯胺”分子作为实验对象，并使用激光光谱更详细地研究了在水面上的排列过程。

和频发生光谱 (SFG) 非常适合此目的，因为它只提供来自界面的信号，而不提供来自底层水的信号。在它的帮助下，该团队能够绘制几个小时内的聚合过程，并检测形成的任何中间体。

“我们能够证明表面的电荷对合成样品的质量很重要，”永田说。“我们希望我们的研究能够通过相应地定制水面来提供生产定制聚合物涂层的方法。”