通过羟基和甲基表面基团调控二氧化硅-水界面的热传递
原子与分子团簇
2025-11-27 v3 材料科学
摘要
高效的固-液界面热输运对于优化现代技术应用中的散热至关重要。本研究采用分子动力学（MD）模拟，探究表面功能化对二氧化硅/水界面热传递的影响。已有研究表明，表面功能化会显著改变二氧化硅表面的润湿特性：一方面，羟基使此类表面更亲水，而甲基则使其更疏水。在此，我们揭示，将表面功能化从甲基化修饰改为羟基化修饰会导致：（i）粘附能增加高达约八倍，（ii）界面水分子重新取向，垂直于表面法线排列，（iii）界面附近的液体耗尽长度减小，以及（iv）界面热传导的整体增强。我们通过计算每种官能团对总热通量的贡献来量化界面热阻，从而深入理解功能化界面处热传递的物理机制。我们证明，调控官能团的浓度可用于定制界面热输运。
引用
@article{arxiv.2505.01141,
title = {Tailoring Heat Transfer at Silica-Water Interfaces via Hydroxyl and Methyl Surface Groups},
author = {Viktor Mandrolko and Konstantinos Termentzidis and David Lacroix and Mykola Isaiev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01141},
year = {2025}
}