Self-Assembled Monolayers (SAMs) of various acid/base thiols were prepared on gold surface, and their surface $pK_a$ values were obtained by measuring interfacial capacitance, cyclic voltammogram (CV), and contact angle. It was shown that the obtained surface $pK_a$ values of each method are same, and they are dependent on the environmental hydrophilicity of the acid/base functional groups.
금 전극 위에 산염기 작용기를 가진 여러가지 싸이올들의 자기조립박막층들을 형성시키고, 축전용량, 순환전압전류법과 접촉각을 이용해서 각각의 표면 $pK_a$값을 구하였다. 첫번째 축전용량을 이용하는 방법은 포텐샬로 전극표면의 수소이온농도를 변화시킬때, pH가 $pK_a$와 비슷한 지점에서 표면 산염기 작용기의 수소이온 흡탈착에 의해 증가된 축전용량을 임피던스법을 이용하여 측정하는 방법이다. 이 방법을 이용해서 머캡토아세토 산과 시스테아민의 표면 $pK_a$값이 각각 약 4와 8인 것을 알아냈다. 두번째 순환전압전류법은 포텐셜의 변화에 따라 나타나는 축전용량이 전류에 비례하는 것에 착안해서 수소이온의 흡탈착시 축전용량의 증가를 전압전류 그래프를 통해 알아내는 방법이다. 이 방법을 이용해서 머켑토아세토 산, 머켑토프로피온 산, 그리고 그것과 에탄싸이올의 표면 $pK_a$값은 각각 4, 4, 9인 것을 알아냈다. 세번째 접촉각을 이용하는 방법은 자기조립박막층에 완충용액을 떨어뜨렸을 때, 표면 산염기 작용기의 이온화 여부에 따라 접촉각이 달라지는 것을 이용한 것이다. 이 방법을 이용해서 머캡토아세토산, 머캡토프로피온 산, 11-머캡토운데칸 산, 그리고 11-머캡토운데칸 산과 옥탄싸이올, 11-머캡토운데칸 산과 데칸싸이올, 그리고 11-머캡토운데칸 산과 도데칸싸이올의 표면 $pK_a$값은 4,4,4,4,9,11임을 알아냈다. 서로의 결과를 비교해서 각각의 결과를 통해 얻은 표면 $pK_a$값이 서로 같으며, 표면 $pK_a$값이 산염기 작용기 주변의 친수성과 관계가 있음을 알 수 있었다.
