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1、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane,APTES)自組裝單分子膜(Self-assembled Monolayer,SAM)由于表面擁有氨基在基礎(chǔ)研究和工程應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是迄今為止,文獻(xiàn)中對(duì)APTES SAM的制備和性質(zhì)爭(zhēng)議頗多,對(duì)其自組裝機(jī)制和內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍不清楚。論文使用Materials Studio6.1軟件對(duì)APTES SAM的形成過(guò)程和表面潤(rùn)濕性質(zhì)進(jìn)行了分子模擬研究,揭示
2、了APTES SAM的自組裝機(jī)制和內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其對(duì)表面潤(rùn)濕性質(zhì)的影響。研究成果對(duì)APTES SAM的制備和研究具有重要意義。
論文首先通過(guò)量子力學(xué)模擬揭示了APTES分子上三個(gè)乙氧基的水解機(jī)制和前后次序。研究表明,物理吸附到基底表面上的APTES分子上3號(hào)位乙氧基首先發(fā)生水解,生成的硅羥基立即與基底表面的羥基發(fā)生縮聚反應(yīng),共價(jià)鍵接固定到基底表面,隨后APTES分子上2號(hào)位和1號(hào)位乙氧基再依次發(fā)生水解,APTES分子水解過(guò)程中所涉
3、及的反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,論文采用分子模擬技術(shù)構(gòu)建了可能存在的不同水解程度的APTES SAM結(jié)構(gòu)模型,并對(duì)不同結(jié)構(gòu)的APTESSAM表面潤(rùn)濕性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,對(duì)應(yīng)水解一個(gè)、二個(gè)和三個(gè)乙氧基的APTES SAM表面的理論初始接觸角分別為60°±3°,50°±3°,40°±3°,水解兩個(gè)乙氧基的APTESSAM表面理論前進(jìn)接觸角為46°±3°。其中,水解兩個(gè)乙氧基的APTES SAM表面接觸角的理論模擬結(jié)果與Zeng等的實(shí)
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