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Langmuir（L），Langmuir-Blodgett（LB）和Langmuir-Schaefer（LS）技术可在控制分子堆积密度的前提下制备和表征单分子层膜。 LB技术是沉积具有可控堆积密度的纳米颗粒的重要方法。
当在气-液或液-液界面上制备单层膜时，该层薄膜就被称为Langmuir膜。 当Langmuir膜沉积在固体表面上时，称为Langmuir-Blodgett膜（垂直沉积）或Langmuir-Schaefer膜（水平沉积）。Langmuir-Schaefer经常被看作是Langmuir-Blodgett沉积技术的变体。
Langmuir膜Langmuir-Blodgett沉积，Langmuir-Schaefer沉积，反复沉积后获得多层膜。
Langmuir槽（或Langmuir膜天平）可用于Langmuir膜的制备和表征。 Langmuir-Blodgett槽可用于Langmuir-Blodgett或Langmuir-Schaefer沉积。 所有KSV NIMA槽都是模块化的，并且当配备合适的模块时可用于Langmuir膜的制备和表征，以及Langmuir-Blodgett和Langmuir-Schaefer膜沉积。
Langmuir槽的标准配置包括一对滑障（2），Langmuir槽体（3 *）和表面压力传感器（4）。由软件控制的滑障放置在界面处用于压缩单层膜。在制备单层膜时，槽体盛满液相。槽体通常由疏水材料制成，可提高亚相水溶液容量。 表面压力传感器可提供关于单层膜堆积密度的信息。
Langmuir槽的标准配置包括一对滑障（2），Langmuir槽体（3 *）和表面压力传感器（4）。由软件控制的滑障放置在界面处用于压缩单层膜。在制备单层膜时，槽体盛满液相。槽体通常由疏水材料制成，可提高亚相水溶液容量。 表面压力传感器可提供关于单层膜堆积密度的信息。
对Langmuir-Schaefer沉积而言，Langmuir-Blodgett槽体并不是必需的，在某些情况下可以用Langmuir槽体代替。
KSV NIMA膜槽体搭建在仪器框架（1）上，能够实现出色的模块化; Langmuir-Blodgett槽体可以很容易地与Langmuir槽体进行切换。 浸渍镀膜部件也可以添加或移除，以便在Langmuir和Langmuir-Blodgett配置之间进行简单转换。 所有KSV NIMA仪器都配有一个可以单独控制仪器并显示核心参数的界面控制单元（6）。
准备一种非水溶性的两亲分子来制备单分子层。亚相通常为水，盛放在疏水槽体内，可提供良好的制备环境。用微量进样注射器将两亲溶液分散在水面上，溶液迅速扩散并覆盖所有可达到的区域。 随着溶剂的挥发，两亲分子在空气-水界面形成单分子层，从而形成Langmuir膜。仪器操作软件控制滑障压缩单分子层，直到表面压力传感器指示该分子层达到最大的堆积密度。
被压缩的单层膜可以被认为是一种二维固体材料，这种材料的比表面比传统材料高得多。 在这种条件下，材料通常会迸发出迷人的新属性。 使用Langmuir槽进行实验可以推断和了解特定分子在二维空间中的堆积方式。 表面压力-单分子面积等温线还可以提供平均每个分子占据的面积和这种单层膜的可压缩程度。
Langmuir膜和分子在不同相中的表面压力- 单位分子面积等温线。
可通过分析表面压等温线、等压线、与槽联用的表征仪器得到的其他数据来研究在Langmuir槽中制备的Langmuir膜。
| 测试 | 信息 |
| 等温线 | 结构、面积、相互作用、相变、可压缩性、滞后 |
| 等压线 | 稳定性 |
| 表面电势* | 解离、取向、相互作用 |
| 膨胀流变学 | 膜的粘弹性 |
| 动力学 | 聚合和酶动力学 |
| 电导率 | 横向电导率 |
| 环境监测 | pH*和温度 |
*可选配件
KSV NIMA显微镜槽是顶部装有蓝宝石窗口的特殊槽体。蓝宝石窗口允许最低至200 nm波长的高光学透射率，适用于可见光或UV显微镜。有适用于正置和倒置显微镜的槽体可供选择。
较为流行的联用表征技术包括：布鲁斯特角显微镜（用于单分子膜可视化）、FTIR光谱如PM-IRRAS（用于测定分子取向和化学组成）、界面剪切流变仪（用于膜的粘弹性测量）、表面电位计（用于测定分子的堆积密度和取向）、振动光谱学、UV-VIS吸收光谱学和X射线反射测量。
如需更多相关信息，请查阅：
L和LB技术的核心是进行可控单分子层沉积，将Langmuir膜以转移到的固体基材表面，保持样品的分子密度、厚度和均匀性。对于处理一些难以使用传统方式沉积的纳米颗粒，该技术显得尤为重要。
该技术不仅可以对涂层性能进行优异的控制，并且可以组装具有不同组分的多层结构。 与其他有机薄膜沉积技术相比，LB较少地受到功能分子结构的限制，通常是自下而上组装技术的唯一选择。
LB沉积通常在“固相”阶段进行，此时的表面压力足够高，可确保单层膜有足够的内聚力。 换句话说分子之间的吸引力足以防止单层膜在转移到固体基质期间散开，并可确保均匀多层膜的堆积。最近有证据表明，完美的沉积时段处于单分子膜从“液相”即将变化为“固相”的时刻。在这个时段转移到基材上的Langmuir层具有更好的流动性。
提供最佳结果的表面压力取决于单层膜的性质，通常建立在经验基础上。两亲物一般在表面压力低于10mN / m时很少能够成功地沉积，而在表面压力高于40mN / m时会塌陷，同时膜刚度通常会存在问题。 当固体基材是亲水性（玻璃，SiO2等）时，第一层膜的制备是将固体基材从亚相提拉通过单层膜而沉积得到的；当固体基材是疏水性（HOPG，硅烷化SiO2等）时，第一层膜的制备则是将基材通过单层膜降低到亚相内而沉积得到的。
通过表面压力传感器和由计算机控制压缩的滑障，单层膜可以保持恒定的表面压力。 这对于沉积制备均匀的LB膜时很有用。
在Langmuir-Blodgett（LB）沉积的试验中，固体基材需要浸渍通过Langmuir膜，所以单层膜下面需要额外的空间。 这意味着在将Langmuir膜转移时必须用足够大尺寸的LB镀膜井。 浸渍机夹住固体基材并实现可控的沉积循环。 Langmuir-Schaefer（LS）技术可以用Langmuir槽进行实验，这是因为单层沉积不需要额外的空间。
可以在固体基材上进行重复沉积获得单分子排列良好的多层膜。 LB和LS循环镀膜也可以搭配使用，从而获得期望的结构和厚度。 最常见的多层沉积是Y型多层沉积，包括自上而下和自下而上两种沉积方式。 当单层膜沉积仅沿上方或下方向沉积时，多层结构称为Z型或X型。 有时可观察到有些LB多层膜的中间结构，它们通常被称为XY型多层膜。
在疏水和亲水基底上的各种LB膜沉积多层膜过程。
一些特殊的LB沉积槽，如KSV NIMA Langmuir-Blodgett交替沉积槽，其设计用于两种不同Langmuir膜的全自动LB多层沉积。
KSV NIMA LB交替镀膜槽
浸渍过程可在3个沉积池中选择任意路径多次循环。
1.样品在夹具上
在共同的亚相（浅蓝色）上方，有两种不同的单分子层（紫色和深蓝色）
2.第一层
夹具上夹臂将样品向下进入单分子膜，由下夹臂接住样品。沉积循环也可以从亚相开始。
3.改变沉积池
下夹臂可以根据需要旋转到另一単分子层的沉积池或空白沉积池中。
4.第二层
下夹臂提起样品，传递给上夹臂（样品从任意一侧通过两个单分子层中的一个）
膜的性质、亚相组成和温度、镀膜期间的表面压力和沉积速度、固体基材的类型和性质以及固体基材在空气中或亚相中停留的时间等参数会影响到LB膜的制备。沉积的单分子层在固体基材上的数量和质量通过转移率（t.r.）来定义。它是由在沉积过程期间单层膜面积的减少Al与基材面积As之间的比率得到。 一个理想转移的t.r.应等于1。
LB膜的许多性能取决于之前形成的Langmuir膜的性质。 LB膜可以通过表征得到额外信息并检测沉积的质量。一些常用的联用技术包括：PM-IRRAS（FTIR光谱法）、表面等离子体共振、石英晶体微天平、椭圆偏振法、振动光谱法、UV-VIS吸收光谱法、X射线反射法等。
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