接枝两性离子聚电解质表面自清洁效应的模拟研究

【作者】 朱有亮； 吕中元； 孙昭艳；

【机构】 中国科学院长春应用化学研究所； 吉林大学；

【摘要】 受血红细胞表面细胞膜自清洁作用的启发,近些年来人们发展了可以产生自清洁作用的两性离子聚电解质材料,例如带有磷酸胆碱基团的poly(2-methacryloyloxylethyl phosphorylcholine)(PMPC)。具有两性离子的PMPC毛刷表面具有完全的疏油特性,不仅体现在水润湿状态下,即使在干燥状态下吸附了油污后,也可以通过水的作用,快速、自动地去除油污。我们利用粗粒化模型,极化MARTINI力场和分子动力学方法,对接枝PMPC的表面产生自清洁效应现象进行了模拟研究。我们在模拟中重现了PMPC表面产生自清洁作用的过程,从微观角度解析了自清洁作用产生的机理。我们发现自清洁作用是由于PMPC分子中两性离子的超亲水性,使得水分子渗透到表面接枝的PMPC分子层中,进而与两性离子发生水和作用,促使油分子与其剥离。在自清洁过程中PMPC的接枝长度、密度和结构都影响材料的自清洁效率。更多还原