低自由能固体表面的制备及其应用*

低自由能表面具有一些独特的性能,在工业和日常生活中具有广泛的应用,本文就低自由能表面的制备及其发展概况进行综述,共引用文献83篇。     

接触角法研究医用聚醚聚氨酯材料表面自由能与界面自由能

<正> 表面性质在医用材料与生物体的相互作用中起着至关重要的作用,如血液相容性材料的表面对血细胞具有吸附、变形、凝血、溶血等作用。表面能和界面能是医用材料的重要研究内容之一,材料的表面能及其极性与非极性分量在影响或控制材料与生物体的相互作用之面一直是医用材料的重要课题。Raier曾提出当材料的临界表面张力在20-30erg/cm~2时,血液相容性好,也有人认为,血液与材料的界面自由能趋于零时,才能     

界面层模型和表面力

本文对表面现象理论进行了研究,提出物理面界层模型;提出两相各自的界面张力、两相的表面力(表面内力、表面外力)的概念,导得其计算公式;并从分子间相互作用的理论观点讨论了表面力,在理论计算公式中考虑了诱导力的贡献。计算结果表明,提出的理论模型是正确的。     

热解条件对LiFePO4/C表面自由能的影响

以葡萄糖为碳前驱体对水热合成的磷酸铁锂粉末进行碳包覆.测定磷酸铁锂粉末与三种探测液的接触角,并据此通过Young方程采用Wu方法计算了粉末的表面自由能.研究了表面自由能与电导率、放电比容量的关系及对工业化涂布性能的影响.结果表明,在电导率相同的前提下,粉末表面自由能中色散分量与极性分量的比值(γd/γp)对低倍率放电性能没有影响,但对高倍率放电性能影响较大.提高热解温度和延长热解时间可使γd/γp值增加,这有利于粉体与聚偏氟乙烯(PVdF)的粘合和高倍率放电容量的提高.     

基于分子表面的水化自由能预测方法

报导了一种基于加权原子表面的水合自由能预测（SAWSA）.对于不同原子类型的溶剂化参数，其参数化分为三个步骤：首先用SMARTS 语言确定不同的原子类型；然后计算每个原子的溶剂可及化表面；最后用遗传算法来优化不同原子类型的溶剂化参数.采用该模型，计算了18个蛋白质分子的水合自由能，预测结果和PB/SA的计算结果呈现了很好的线性关系（r=0.99).计算表明，SAWSA模型对有机小分子和生物大分子都具有很好的预测能力.     

对称正、负离子表面活性剂的胶团化和表面吸附自由能

根据所建议的表面活性剂疏水碳氢基在水溶液中自卷曲的分子构型和碳氢链/水界面自由能降低模型导出了对称正-负离子表面活性剂胶团化和表面吸附自由能及疏水自由能公式, 计算结果支持上述理论模型。     

对称正-负离手表面活性剂的胶团化和表面吸附自由能

根据所建议的表面活性剂疏水碳氢基在水溶液中自卷曲的分子构型和碳氢链/水界面自由能降低模型导出了对称正-负离子表面活性剂胶团化和表面吸附自由能及疏水自由能公式,计算结果支持上述理论模型。     

表面活性剂胶团形成的自由能改变——碳氢链卷曲构象证据之一

用两种方法对各种类型表面活性剂水溶液胶团形成的碳氢链部分的标准自由能改变进行了计算: 一种是根据表面活性剂同系物的临界胶团浓度实验数据; 另一种是按照分子结构与碳氢链构象的模型。两种计算结果相符, 说明假设的分子结构与构象模型合理, 首次提供了表面活性剂长碳氢链在水中自卷曲的一种证据。     

热解条件对LiFePO4/C表面自由能的影响

以葡萄糖为碳前驱体对水热合成的磷酸铁锂粉末进行碳包覆. 测定磷酸铁锂粉末与三种探测液的接触角, 并据此通过Young方程采用Wu方法计算了粉末的表面自由能. 研究了表面自由能与电导率、放电比容量的关系及对工业化涂布性能的影响. 结果表明, 在电导率相同的前提下, 粉末表面自由能中色散分量与极性分量的比值(γd/γp)对低倍率放电性能没有影响, 但对高倍率放电性能影响较大. 提高热解温度和延长热解时间可使γd/γp值增加, 这有利于粉体与聚偏氟乙烯(PVdF)的粘合和高倍率放电容量的提高.     

基于原子表面的蛋白质水合自由能预测模型

提出了一种计算蛋白质水合自由能的简化模型（SAWSA 2）.模型把蛋白质分子中的原子分为20种不同的原子类型,通过每类原子的溶剂可及化表面以及相应的溶剂化参数,就可以得到分子的水合自由能.不同原子类型的溶剂化参数通过110个蛋白质分子水合自由能拟合得到,水合自由能的标准值采用了基于求解Possion-Boltzmann方程（PB）以及分子表面计算（SA） 相结合的方法.采用得到的模型,预测了20个蛋白质分子的水合自由能,预测值的相对值和绝对值都能和PB/SA的计算值很好地吻合,大大优于两种已报导的水合自由能模型.     

The Calculation of Interfacial Tension and Electrostatic Free Energy of Spherical Ionic Micelles with High Surface Potentials

Based on extended Langmuir's method on the dressed micelles, approximate expressions for the calculation of interfacial tension and electrostatic free energy of spherical ionic micelles with high surface potentials have been presented. These expressions are derived from nonlinear Poisson‐Boltzmann equation. The present formulae for the calculation of interfacial tension and electrostatic free energy of spherical ionic micelles are in quite good agreement with Hayter's results.     

An Improved Prediction Equation of Refrigerants Surface Tension Based on the Principle of Corresponding States

The surface tensions of 21 pure refrigerants have been predicted by a new improved equation based on the principle of corresponding states with double referenced fluids.The average absolute deviation between the calculated surface tensions from the equation and the experimental result is-0.015 mN/m.The surface tensions of 9 binary mixtures were calculated in consideration of certain mixing rules.And the average absolute deviation between the calculated surface tensions from the equation and the experimental result is-0.251 mN/m.The new improved prediction equation can be used for calculating the surface tension of environmental friendly refrigerants.     

The Surface Tension of Solids

The surface tension of a solid, unlike that of a liquid, cannot be measured directly. After a discussion of the most important methods used so far, all of which are subject to uncertainty the determination of the surface tension of solids from the wetting equilibrium is described.     

液体表面张力的概念解析及相关问题的讨论

液体表面张力是了解表面现象过程中的重要概念,然而物理化学教材对该概念的阐述却未能做到详实易懂。因此,通过较多立体图示,详细讨论了液体表面张力的产生原因、弯曲液面边缘所受表面张力的方向以及施力相界面等相关问题,以期对教材中未能阐述的内容作以适当补充,降低初学者在概念理解上的难度。     

固体的表面能及其亲水/疏水性

固体表面的亲水/疏水性质与表面分子与水之间的固/液界面相互作用自由能以及水介质中表面分子与空气之间的固/(液)/气界面相互作用自由能密切相关.水介质中固体表面与水之间存在范德华引力或疏水引力,与气泡之间存在范德华斥力、疏水引力以及静电斥力.在Lifshitz-范德华(LW)相互作用自由能、Lewis酸-碱(AB)相互作用自由能以及静电(EL)相互作用自由能3者之中,AB相互作用自由能比其它两者要大2～3个数量级以上.与固体表面能Lewis酸-碱分量相关的亲水指数√r_s~++√r_s~-可以成为衡量固体表面亲水/疏水性质的重要判据,水介质中固体表面疏水的必要条件是√r_s~++√r_s~-＜5mJ~(1/2)/m,指数大于或接近5mJ~(1/2)/m的表面必然是亲水的.     

醋酸离子液体[C2mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能

在288.15-318.15 K温度范围内测定了不同浓度离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([C₂mim][OAc])水溶液的表面张力和密度;在改进李以圭等人的溶液表面张力模型基础上,提出摩尔表面Gibbs自由能新概念,建立了摩尔表面Gibbs自由能随溶液浓度变化的线性经验方程,利用这个经验方程估算了[C₂mim][OAc]水溶液的摩尔表面Gibbs自由能,并进一步预测了该溶液的表面张力,其预测值与相应的表面张力实验值高度相关并非常相似。由此可见,摩尔表面Gibbs自由能与等张比容极其类似,可能成为预测离子液体及其溶液性质的一种新的半经验方法。在指定溶液浓度下,根据溶液的摩尔表面Gibbs自由能随温度呈线性变化的规律,得到了新的Eötvös方程,与传统的Eötvös方程相比,新Eötvös方程的每一个参数都有明确的物理意义:斜率的负值是摩尔表面熵,截距是摩尔表面焓,在指定浓度的溶液中摩尔表面焓几乎不随温度变化。     

具有低表面自由能有机介电薄膜的制备及表征

通过自主开发的有机镀膜技术在Mg-Mn-Ce镁合金表面制备了具有低表面自由能和较高介电常数的有机纳米薄膜. 利用X射线光电子能谱(XPS)分析了表面有机镀膜过程的反应机理, 借助傅里叶变换红外(FT-IR)光谱进一步确认表面有机膜层的存在, 采用接触角测量仪测定了有机薄膜的蒸馏水接触角和表面自由能变化, 使用椭圆偏振光谱仪研究了薄膜的厚度, 并借助精密阻抗分析仪评价了薄膜的介电性能. 有机镀膜后镁合金表面形成了一层纳米级厚度的有机薄膜, 接触角从基体的70.8°上升至150.5°, 表面自由能从基体的37.96 mJ·m^-2降低到1.57 mJ·m^-2, 镁合金表面从亲水性转变为疏水性; 薄膜的厚度和质量随有机镀膜时间延长先增加后有所减小, 在镀膜20 min时薄膜性能最佳, 此时膜重达到23.5 μg·cm^-2, 膜厚最大为147.48 nm, 其相对介电常数也达到最大, 在1 kHz下可达24.922.