复合材料学报

作者：刘思思, 童佳威, 张言,

关键词：单晶硅, 双层复合自组装分子膜, 结构特性, 润湿行为, 分子动力学模拟,

用分子动力学方法模拟了单晶硅（Si）表面N-3-（三甲氧基硅烷基）丙基乙二胺（DA）-月桂酰氯（LA）（DA-LA）双层复合自组装分子膜（SAMs）的结构特性，得到膜层中DA和LA分子的最佳覆盖率及分布情况。进一步讨论了水滴在DA-LA双层复合SAMs表面的润湿过程，通过接触角和径向分布函数等参量对其润湿行为进行了分析。研究表明：DA分子在Si上覆盖率为50%、LA分子在DA自组装单分子膜（DA SAM）上接枝率为100%时，分子膜呈有序排布，体系能量最低，从分子角度揭示了Si表面覆盖致密SAMs的形成机制。当取最佳覆盖率体系进行润湿机制模拟时，DA-LA双层复合SAMs表面水滴接触角与实验值相似，表现出良好的疏水性。而DA SAM表面由于DA分子短而稀疏，暴露出底层更亲水的羟基分子，从而导致所得接触角较实验偏小；经测量及计算得出，羟基化Si表面自由能最高，表现出较强的亲水性；DA表面次之；DA-LA表面自由能最低，表现出良好的疏水性。进一步分析发现：羟基化Si表面、DA SAM表面与水滴间存在氢键，加强了表面的亲水性，而DA-LA双层复合SAMs表面与水滴间只存在弱范德华力，有利于表面呈现疏水性。

来源：2018年第2期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2018年第2期