寡聚乙二醇自組裝單分子膜表面摩擦的分子模擬研究.pdf

1、聚乙二醇是一種典型的親水抗污材料，具有優(yōu)良的抗蛋白質(zhì)吸附性能。不僅如此，聚乙二醇在水環(huán)境中還表現(xiàn)出的低摩擦特性。相關研究表明，這一低摩擦特性可能與其表面的水合層密切相關。由于實驗手段的局限性，目前尚難以直接在微觀尺度上闡釋聚乙二醇在水中的低摩擦機理。近年來，分子模擬已愈來愈成為一種不可或缺的考察微觀分子相互作用機理的有效手段。本文將采用全原子分子動力學模擬，以寡聚乙二醇自組裝單分子膜為研究對象，從聚乙二醇的水合層中分子的結構和動態(tài)行為分

2、析該材料的摩擦機制和特征。此外，本文也考察了電場中水分子的結構及動態(tài)響應特征，以期為未來進一步研究電控摩擦過程提供鋪墊。全文主要內(nèi)容和結論有:
　　1、模擬了不同間距的寡聚乙二醇自組裝單分子膜(OEG-SAM)表面的水潤滑摩擦。結果分析表明，OEG-SAM表面在摩擦過程中顯著影響了表面上水合層中水分子的動態(tài)行為，水合層的水的結構和動態(tài)行為與主體水存在差異。表面摩擦系數(shù)與水合層的相互作用關系密切。當表面間距低于15(A)時，兩表面的

3、水合層直接接觸，摩擦系數(shù)較高。
　　2、模擬了不同溫度下的寡聚乙二醇自組裝單分子膜(OEG-SAM)表面的水潤滑摩擦。對表面水合層的分析表明，溫度280K-310K范圍內(nèi)，升高溫度會導致水合層內(nèi)水分子動態(tài)行為的增強，水合層的流動性增強，進而導致表面摩擦系數(shù)的降低。
　　3、模擬了水在電場中的行為。結果表明:外加電場的升高會導致水的密度上升。與未加電場相比，外加電場強度為1.0V/(A)時，水的密度上升22％。當外加電場為周期