【摘要】：為了更好地理解貽貝在表面的黏附機(jī)理,實(shí)現(xiàn)水下膠黏,采用分子動(dòng)力學(xué)方法研究了多巴在自組裝膜上的黏附性:采用傘形取樣和加權(quán)柱狀圖分析方法計(jì)算了多巴在不同自組裝膜表面的黏附自由能,使用拉伸分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了多巴在不同自組裝膜表面上黏附后的脫附力.結(jié)果表明,多巴在帶負(fù)電的羧基自組裝膜上的黏附能比在帶正電的氨基自組裝膜上的大,多巴更容易黏附到帶負(fù)電表面;多巴在帶電表面的黏附能比未帶電表面的黏附能更強(qiáng),表明在帶電表面黏附更穩(wěn)定.進(jìn)一步分析了多巴在不同表面的取向分布,發(fā)現(xiàn)多巴與不同表面相互作用的方式不同:與疏水表面主要通過苯環(huán)相互作用;與親水表面主要通過羥基相互作用;與負(fù)電表面主要通過氨基相互作用;與正電表面主要通過羧基相互作用.通過模擬比較了多巴在不同自組裝膜上的脫附力,發(fā)現(xiàn)多巴在帶電表面的脫附力比在未帶電表面的大,與黏附能的趨勢一致.對比4種非帶電表面的脫附力,發(fā)現(xiàn)多巴在疏水性甲基自組裝膜表面的脫附力最大,黏附更穩(wěn)定,隨著表面疏水性的增加,脫附力增大,黏附穩(wěn)定性增強(qiáng).本工作可為研發(fā)新型水下膠黏劑提供理論指導(dǎo).
[Abstract]:In order to better understand the adhesion mechanism of mussel on the surface and realize the adhesion of mussel to underwater adhesive, the adhesion of dopa on the self-assembled monolayers was studied by molecular dynamics method. The adhesion free energy of dopa on different self-assembled monolayers was calculated by umbrella sampling and weighted histogram analysis, and the desorption force of dopa on different self-assembled monolayers was studied by tensile molecular dynamics simulation. The results showed that the adhesion energy of dopa on the negatively charged carboxy self-assembled monolayers was larger than that on the positively charged amino self-assembled membranes, and the dopa adhesion energy on the charged surface was stronger than that on the uncharged surface, indicating that the adhesion energy on the charged surface was more stable than that on the charged surface. The orientation distribution of dopa on different surfaces is further analyzed, and it is found that the interaction between dopa and different surfaces is different: the interaction with hydrophobic surface is mainly through benzene ring; with hydrophilic surface is mainly through hydroxyl group interaction; with negative electric surface is mainly through amino group interaction; and with positive surface is mainly through carboxy group interaction. By simulating and comparing the desorption force of dopa on different self-assembled monolayers, it is found that the desorption force of dopa on the charged surface is larger than that on the uncharged surface, which is consistent with the trend of adhesion energy. By comparing the desorption force of four kinds of uncharged surfaces, it was found that the desorption force of dopa on the surface of hydrophobic methyl self-assembled monolayers was the largest and the adhesion was more stable. With the increase of surface hydrophobicity, the desorption force increased and the adhesion stability increased. This work can provide theoretical guidance for the research and development of new underwater adhesive.
【作者單位】： 華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院廣東省綠色化學(xué)產(chǎn)品技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:21376089,91334202) 國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(批準(zhǔn)號:2013CB733504) 廣東省自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:2014A030312007) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:SCUT-2015ZP033)資助~~
【分類號】：O647.4

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本文編號：2527907