聚合物刷中的压力各向异性及其对润湿的影响
软凝聚态物质
2023-12-07 v2 化学物理
计算物理
摘要
聚合物刷是由密集接枝的大分子构成的涂层，其承受源于链弹性与排除体积相互作用的固有横向压缩压力。该横向压力使界面的恰当定义复杂化，进而妨碍刷的界面张力之确定与解释及其与润湿行为的关联。此处，我们利用粗粒化分子动力学模拟研究了聚合物刷中接枝诱导的压缩横向压力、界面张力与刷润湿性之间的联系。我们聚焦于接枝密度与聚合物-液体亲和性使得聚合物与液体不倾向混合的情形。对于这些体系，一个核心结果是液体接触角与接枝密度无关，这意味着刷中接枝诱导的横向压缩压力不影响其润湿性。尽管刷界面张力的定义因接枝诱导压力而复杂化，但湿刷与干刷间界面张力之差是完全明确的。我们从杨氏定律明确证实该差值准确描述了刷的润湿性。随后我们探索了一种在假设界面张力与接枝密度无关下隔离接枝诱导横向压力贡献的方法。该情形确实允许在广泛参数范围内解耦界面与接枝效应，除接近混合点外。我们另行结合自憎去湿讨论了后者情形。
引用
@article{arxiv.2212.12562,
title = {Pressure anisotropy in polymer brushes and its effects on wetting},
author = {Lars B. Veldscholte and Jacco H. Snoeijer and Wouter K. den Otter and Sissi de Beer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.12562},
year = {2023}
}