發(fā)布時(shí)間：2018-02-10 09:54

  本文關(guān)鍵詞： 自組裝膜(SAM) 定位沉積 拉伸分子動(dòng)力學(xué) 傘形取樣 表面活性劑 分子模擬 自組裝　出處：《聊城大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：吸附、沉積、聚集是大自然當(dāng)中存在的物理現(xiàn)象。微納尺度有機(jī)發(fā)光小分子定位沉積形成的圖案在眾多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,因此表面圖案的構(gòu)筑已成為研究熱點(diǎn)。表面活性劑由于其獨(dú)特的雙親性質(zhì),在溶液中它們可以形成多種不同形狀的聚集體,使得這類化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。采用分子模擬的方法研究這些物理現(xiàn)象,從分子層面上揭示這些過程發(fā)生的機(jī)理,對(duì)我們理解和應(yīng)用一些新型的材料有巨大的指導(dǎo)意義。本論文主要工作如下:(1)采用平衡分子動(dòng)力學(xué)和拉伸分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究了模板誘導(dǎo)有機(jī)發(fā)光小分子3(5)-(9-蒽基)吡唑(ANP)在自組裝膜上的選擇性沉積,并利用傘形取樣方法和加權(quán)柱狀圖分析法計(jì)算了沉積過程的均力勢(shì)。模擬中以二氧化硅為底板分別構(gòu)筑兩種不同密度的烷烴鏈自組裝膜模板,即低密度的液體擴(kuò)展相和高密度的液體壓縮相。平衡分子動(dòng)力學(xué)結(jié)果顯示:ANP分子容易沉積至低密度的液體擴(kuò)展相中,難以沉積至高密度的液體壓縮相中。拉伸分子動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明:當(dāng)ANP分子沉積至液體壓縮相表面時(shí),在進(jìn)入烷烴膜時(shí)遇到較大阻力,因而不易進(jìn)入到烷烴鏈單層膜中;而ANP分子在進(jìn)入液體擴(kuò)展相的過程中受到的阻力較小。通過比較這兩種不同密度自組裝膜與ANP分子之間的結(jié)合自由能,發(fā)現(xiàn)ANP分子進(jìn)入液體壓縮相的能壘較高,而ANP分子與液體擴(kuò)展相結(jié)合更加穩(wěn)定,導(dǎo)致有機(jī)發(fā)光小分子在不同密度的模板上具有選擇吸附性。(2)采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法探討有機(jī)鹽水楊酸鈉(NaSal)對(duì)表面活性劑3-十六烷氧基-2-羥丙基-三甲基溴化銨(R_(16)HTAB)在溶液中膠束球棒形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。模擬結(jié)果顯示:在沒有NaSal存在的條件下,體系中預(yù)組裝好的棒狀膠束不穩(wěn)定,最終會(huì)斷裂形成球形膠束。而隨著NaSal的加入,預(yù)組裝好的棒狀膠束在模擬過程中雖然存在波動(dòng),但是在30 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬中,棒狀膠束依然穩(wěn)定存在。Sal-離子增溶進(jìn)膠束內(nèi)部與表面活性劑分子之間的靜電相互作用和氫鍵作用促進(jìn)R_(16)HTAB由球形膠束向棒形膠束轉(zhuǎn)化。(3)采用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法研究三種鹽(水楊酸鈉(NaSal)、1-萘酚-2-甲酸鈉(1SHNC)、2-萘酚-3-甲酸鈉(2SHNC)對(duì)表面活性劑3-十四烷氧基-2-羥丙基-三甲基溴化銨(R_(14)HTAB)在溶液中膠束球棒形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響。模擬結(jié)果表明:加入的三種鹽離子均可以維持R_(14)HTAB棒狀膠束穩(wěn)定存在。利用aRDG方法研究了鹽離子與表面活性劑分子之間的弱相互作用。通過觀察aRDG散點(diǎn)圖和等值面圖,我們直觀的觀察到滲透進(jìn)膠束不同位置的鹽離子與表面活性劑分子之間的靜電作用力、氫鍵、范德華力。氫鍵及靜電作用力、范德華力的存在導(dǎo)致棒狀膠束的剪切粘度增加從而膠束更加穩(wěn)定。
[Abstract]:Adsorption, deposition and aggregation are physical phenomena in nature. The patterns formed by micro-nanoscale organic luminescence and small molecular positioning deposition have been widely used in many fields. Therefore, the construction of surface patterns has become a research hotspot. Because of their unique amphiphilic properties, surfactants can form many different shapes of aggregates in solution. This kind of compounds are widely used in production and life. The molecular simulation method is used to study these physical phenomena and to reveal the mechanism of these processes at the molecular level. The main work of this thesis is as follows: (1) equilibrium molecular dynamics and tensile molecular dynamics simulation are used to study the template induced organic light emitting small molecule (3OL). Selective deposition of anthracenyl) pyrazolium (ANPs) on self-assembled films. The mean force potential of the deposition process was calculated by using the umbrella sampling method and the weighted histogram analysis method. In the simulation, two kinds of alkane chain self-assembled film templates with different densities were constructed using silica as the base plate. The equilibrium molecular dynamics results show that the 1: ANP molecule is easily deposited in the low density liquid spreading phase, and the equilibrium molecular dynamics results show that the equilibrium molecular dynamics results show that the equilibrium molecular dynamics results show that the WANP molecule is easily deposited in the low density liquid spreading phase. The results of tensile molecular dynamics show that when ANP molecules are deposited on the surface of liquid compressed phase, there is a great resistance to enter the alkane film, so it is not easy to enter into the alkane chain monolayer film. By comparing the binding free energies between the two kinds of self-assembled films with different densities and ANP molecules, it was found that the energy barrier of the ANP molecules entering the liquid compressed phase was higher than that of the ANP molecules. And the combination of ANP molecules with liquid expansion is more stable, The molecular dynamics simulation method was used to study the effect of sodium salicylate on surfactant 3- hexadecoxy-2-hydroxypropyl-trimethylammonium bromide. The effect of RAP16 HTAB) on the morphological transformation of micellar bat in solution. The simulation results show that, in the absence of NaSal, The pre-assembled rod-like micelles in the system are unstable and eventually break into spherical micelles. With the addition of NaSal, the pre-assembled rod-like micelles fluctuate in the simulation process, but in the molecular dynamics simulation of 30 ns, Rod-like micelles remain stable. Electrostatic interaction and hydrogen bonding between sal-ion solubilized micelles and surfactant molecules promote the transformation of RSP 16 HTAB from a spherical micelle to a rod micelle.) Molecular dynamics simulation method is used to study the effect of molecular dynamics on the transformation of RW 16 HTAB from a spherical micelle to a rod micelle. The effects of three salts (sodium salicylate, sodium salicylate, 1-naphthol-2-sodium formate, sodium salicylate, 1-naphthol, 2-naphthol, 2-naphthol, sodium formate, sodium formate, 2SHNCon) on the morphological transformation of micelle rods of surfactant 3- 14 alkoxy-2-hydroxypropyl-trimethylammonium bromide in solution were studied. Three kinds of salt ions were added to maintain the stable existence of RSC-14HTAB rod-like micelles. The weak interaction between salt ions and surfactant molecules was studied by aRDG method. The aRDG scatter diagram and iso-surface diagram were observed. We can directly observe the electrostatic force, hydrogen bond, van der Waals force, hydrogen bond and electrostatic force between salt ions and surfactant molecules permeated into micelles at different positions. The existence of van der Waals force increases the shear viscosity of rod-like micelles and makes the micelles more stable.
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O647.2

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本文編號(hào)：1500245