SDS 表面活性剂薄膜滑动的分子模拟

我们使用分子动力学模拟研究了物理吸附在金表面的阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）单层膜与半圆柱聚集体的摩擦响应。对滑动球形粗糙体的模拟揭示了两种摩擦机制：在低载荷下，薄膜表现出阿蒙顿摩擦，摩擦力随法向载荷线性上升；在高载荷下，只要未发生直接的固-固接触，摩擦力与载荷无关。这两种机制之间的转变发生在滑动体间隙中仅受限单层分子时。高载荷下单层膜上的摩擦力随膜密度单调上升，并在转变为半圆柱聚集体时略有下降。这种摩擦力的单调上升与传统滑动摩擦的犁沟模型相符。在低载荷下，摩擦系数在中等表面浓度时达到最小值。我们将此行为归因于粘附力、受压薄膜的排斥力以及犁沟起始之间的竞争。