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大连理工大学张磊副教授、孙吉宁教授团队:类液体表面液体润湿行为分子动力学模拟

高分子科技  · 公众号  · 化学  · 2024-09-13 12:31
    

主要观点总结

该研究利用分子动力学模拟比较研究了液滴在不同接枝条件下的类液体表面(LLS)上的润湿和运动行为,首次为类液体表面的界面流体特性提供了分子层面的微观证据。

关键观点总结

关键观点1: 文章首先介绍了设计润湿表面的重要性,及其在能源、医疗和航空等领域的应用。讨论了润湿表面长期有效性的挑战。

引出类液体表面(LLS)这一新兴研究领域,以及柔性分子如聚二甲基硅氧烷(PDMS)和全氟聚醚(PFPE)在形成LLS中的作用。

关键观点2: 使用LAMMPS软件进行了分子动力学模拟,介绍了模拟中使用的水模型、接枝聚合物链的势函数和基底模型,以及模拟策略。

包括初始模型制备、接枝密度控制和水分子模拟等。

关键观点3: 研究了液滴在由不同分子接枝的LLS上的润湿行为,发现柔性分子的接枝密度对润湿性能的影响大于分子量。

作者创建了接枝参数热图,以确定在预测的分子量下构建LLS所需的最佳接枝密度的精确范围。

关键观点4: 探讨了模型以及润湿的评估方法,包括接触角的测量方法和液滴在侧向力作用下的位移。

模拟采用了三个阶段:模型松弛、润湿过程模拟和液滴的侧向运动。水在不同表面上的润湿性的MD模拟中,接触角使用特定方法计算。

关键观点5: 文章详细研究了接枝密度对润湿性能的影响,包括不同接枝密度下液滴的接触角变化。

强调了接枝密度在制作LLS中的关键作用。在适当的接枝密度下,分子链的柔韧性有利于更好的润湿状态。

关键观点6: 深入研究了液滴在LLS上的运动动力学,采用特定的横向力来促进其运动,并探索了不同模拟条件下液滴的运动模式和速度。

发现接枝密度不仅影响液滴的静态润湿行为,也影响其运动。适当的接枝密度下,液滴表现出最佳的迁移率。


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