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采用BMW-MARTINI粗粒化分子动力学模拟方法研究了表面的拓扑结构对疏水性表面润湿状态的影响. 模拟结果表明,对于疏水性表面,增大表面的粗糙度对其疏水性影响不大,而主要是影响其润湿状态. 在一定范围内(柱间距不超过4.7 nm),水珠在微柱结构疏水表面的润湿行为受到柱间距(d)和柱高(h)的双重影响. 柱间距一定时,存在一个临界的柱高,可以使得水珠在表面的润湿状态由Wenzel态向Cassie-Baxter态发生转变,并且该临界高度随着柱间距的增大而增大. 进一步分析发现,本文研究范围内,润湿状态的转变和柱间距与柱高的比值d/h有关,当d/h不超过2时,水珠呈Wenzel态,超过2时则由Wenzel态向Cassie-Baxter态发生转变. 通过能量分析,发现润湿状态的转变主要取决于水珠与表面之间的范德华作用. 本文研究结果可以为开发具有特定功能的疏水性材料提供参考. 相似文献
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采用耗散粒子动力学方法模拟研究了离子液体的含量和温度对Nafion-[Bmim][TfO]离子液体复合膜的介观结构的影响。模拟发现了微相分离现象。对不同条件下的微相分离形成的孔径分析表明,随着离子液体在复合膜中含量的增加,离子液体在膜中的聚集状态由分散的团簇转变为连续的通道,但过高的含量会产生腔室结构。随着温度的上升,离子液体通道的结构变得更加复杂,原有的腔室结构转化为通道的新支路,即高温下离子液体通道变得更加连通。界面分布几率和径向分布函数的计算结果表明,离子液体的阳离子烷基链嵌进Nafion主链中,侧链磺酸基团分布的变化直接影响咪唑基团和阴离子在微相界面的分布。本工作在介观水平上探索了Nafion-离子液体复合膜结构,可为开发高温聚电解质燃料电池材料提供一定的参考。 相似文献
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