Computer simulations of underwater oil adhesion of self-assembled monolayers on Au (111)
Computer simulations of underwater oil adhesion of self-assembled monolayers on Au (111)
复制标题
Au（111）上自组装单层膜水下油粘附的计算机模拟
DOI：
10.1080/08927022.2018.1498974
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发表时间：
2018-07
影响因子：
2.1
通讯作者：
Zhou Jian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liao Mingrui;Li Yingtu;Chen Zheng;Zhou Jian
摘要：采用分子动力学和转向分子动力学 (SMD) 模拟研究 1, 2-二氯乙烷 (DCE) 对接枝在 Au (111) 上的离子和非离子自组装单层 (SAM) 的水下粘附力。含羟基的非离子SAM包括乙醇胺封端SAM(ETA-SAM)、多巴胺封端SAM(DOPA-SAM)、羟基封端SAM(OH-SAM)和低聚乙二醇封端SAM(OEG-SAM)；离子型 SAM 包含混合电荷两性离子 SAM 和两性离子磷酸胆碱封端 SAM 。仿真结果表明，SAM的水下疏油性顺序为OEG-SAM < ETA-SAM < OH-SAM < DOPA-SAM < < ，而水下DCE油滴对不同SAM的附着力顺序为 < < ETA-SAM < DOPA-SAM < OH-SAM < OEG-SAM。与非离子 SAM 相比，离子 SAM 表现出更强的水下疏油性和更低的油粘附性。一般来说，水下疏油表面的粘附性较差。离子型和非离子型 SAM 上的水下油滴解吸行为也不同。随着油滴被拉离离子SAM，油接触线逐渐缩短并最终消失；而非离子 SAM 上的油接触线几乎保持初始状态，即使油滴的主要部分与 SAM 分离。这项工作系统地证明了两性离子表面比非离子表面的水下油粘附力更小，并为其油解吸行为提供了新的见解。上述结果将有助于设计具有可调节粘附力的水下疏油表面。
ABSTRACT Molecular dynamics and steered molecular dynamics (SMD) simulations are used to investigate the underwater adhesive forces of 1, 2-dichloroethane (DCE) on ionic and non-ionic self-assembled monolayers (SAMs) grafted on Au (111). The non-ionic SAMs containing hydroxyl group include ethanolamine-terminated SAM (ETA-SAM), dopamine-terminated SAM (DOPA-SAM), hydroxyl-terminated SAM (OH-SAM) and oligo(ethylene glycol)-terminated SAM (OEG-SAM); the ionic SAMs contain mixed-charged zwitterionic SAM and zwitterionic phosphorylcholine-terminated SAM . Simulation results show that the order of underwater oleophobicity of SAMs is OEG-SAM < ETA-SAM < OH-SAM < DOPA-SAM < < , while the order of underwater DCE oil droplet adhesion forces on different SAMs is < < ETA-SAM < DOPA-SAM < OH-SAM < OEG-SAM. The ionic SAMs show stronger underwater oleophobicity and lower oil adhesion than non-ionic SAMs. Generally, a more underwater oleophobic surface is less adhesive. The underwater oil droplet desorption behaviours on ionic and non-ionic SAMs are also different. With the oil droplet being pulled away from ionic SAMs, the oil contact lines gradually shortened and disappeared finally; whereas the oil contact lines on non-ionic SAMs almost kept an initial state even the main part of oil droplet separated from the SAMs. This work systematically proved that a zwitterionic surface was less underwater oil adhesive than a non-ionic surface and provided a new insight for their oil desorption behaviours. The above results will be helpful for the design of underwater oleophobic surfaces with tuneable adhesion.
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3.9
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通讯作者：
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DOI：
10.1063/1.2337629
发表时间：
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期刊：
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--
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Jian Zhou;Luzheng Zhang;Y. Leng;H. Tsao;Yu-Jane Sheng;Shaoyi Jiang
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