微觀尺度下的水,無論是準(zhǔn)一維、二維還是三維受限空間,無論是材料還是生物表面,都與宏觀尺度有著極其不同的性質(zhì)。特別是生物界面水的行為,如生物膜表面水,我們對其微觀結(jié)構(gòu)、動力學(xué)行為以及是否承載生物功能一直知之甚少。例如,在對磷脂雙層膜的直接模擬中,發(fā)現(xiàn)在不同的力場下,盡管磷脂膜的結(jié)構(gòu)特性均可以被很好的描述,但膜表面水的行為表現(xiàn)出顯著差異。在本論文中,為了更清楚地描述生物膜表面水的行為,我們采用以羥基為終端的仿生自組裝膜作為一種簡化的物理模型,研究其表面水的行為,以期更增加對生物膜界面水行為的理解�；诹字さ慕Y(jié)構(gòu),我們搭建了羥基自組裝單層膜,以疏水烷基鏈來簡化磷脂膜的兩條疏水尾端,以生物分子中常見又最為簡單的羥基來代替磷脂膜分子頭部的親水基團(tuán)。采用分子動力學(xué)模擬方法,通過改變羥基自組裝膜分子的堆積密度,研究其表面水的行為。首先,我們考慮單羥基的自組裝單層膜,發(fā)現(xiàn)在適中的堆積密度下,羥基表面并不完全親水,出現(xiàn)了接觸角約40°的液滴。其次,在單羥基膜分子上再引入了一個臨位羥基,構(gòu)建了雙羥基自組裝膜,以模擬磷脂膜中不同位置的親水基團(tuán)的效果。一般認(rèn)為,這種含有多個親水基團(tuán)的表面應(yīng)該完全親水。然而,... 

【文章來源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 研究背景及意義
    1.1 水的重要意義
    1.2 生物膜與膜界面水研究簡介
    1.3 仿生自組裝膜簡介
    1.4 分子尺度親疏水性的理解
    1.5 羧基自組裝膜表面水行為研究的結(jié)果及意義
    1.6 羥基自組裝膜表面水行為研究的現(xiàn)狀
第二章 理論研究方法
    2.1 分子動力學(xué)模擬簡介
    2.2 分子動力學(xué)發(fā)展簡史
    2.3 分子動力學(xué)模擬的局限性和采用的近似
    2.4 分子動力學(xué)模擬方法
        2.4.1 基本原理和積分算法
        2.4.2 主要流程
        2.4.3 采用的力場
        2.4.4 溫度耦合方法
第三章 單羥基自組裝膜表面水行為的研究
    3.1 引言
    3.2 模擬體系與參數(shù)設(shè)置
        3.2.1 體系構(gòu)建
        3.2.2 參數(shù)設(shè)置
        3.2.3 接觸角的計算
        3.2.4 氫鍵判定標(biāo)準(zhǔn)
    3.3 結(jié)果與討論
第四章 雙羥基自組裝膜表面水行為的研究
    4.1 引言
    4.2 模擬方法與參數(shù)設(shè)置
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 改變鏈密度對浸潤性的影響
        4.3.2 鏈密度對浸潤性的影響的分析
        4.3.3 膜表面氫鍵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析
        4.3.4 膜分子的兩種構(gòu)型
        4.3.5 依據(jù)羥基位置形成不同氫鍵所占的比例
        4.3.6 短鏈與長鏈的探討
        4.3.7 嵌入水分子和模擬時間的探討
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯和氧化石墨烯對細(xì)胞脂膜破壞作用研究[J]. 涂育松,方海平.  中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué). 2016(06)
[2]從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J]. 江雷.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2003(03)



本文編號：3172451