石墨烯表面的特征水分子排布及其濕潤(rùn)透明特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬

編號(hào)：CPJS06945

篇名：石墨烯表面的特征水分子排布及其濕潤(rùn)透明特性的分子動(dòng)力學(xué)模擬

作者：史超 林晨森 陳碩 朱軍

關(guān)鍵詞： 石墨烯 浸潤(rùn)性 水分子動(dòng)力學(xué)模擬

機(jī)構(gòu)： 同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院 南通藍(lán)島海洋工程有限公司

摘要： 石墨烯因其獨(dú)特的分子構(gòu)型、卓越的物理化學(xué)性能而受到廣泛關(guān)注.本文首先利用分子動(dòng)力學(xué)模擬比較了單層石墨烯、銅、二氧化硅三者表面的浸潤(rùn)性,除了接觸角的比較,還分析了基底表面的水分子排布,得到石墨烯表面的特征水分子排布為:表面有兩層密集的水分子層,其中靠近基底的密集水分子層中O—H鍵與垂直基底方向夾角集中在90°附近,并且基底表面的氫鍵幾乎都垂直于基底.另一方面,本文研究了石墨烯浸潤(rùn)透明特性,發(fā)現(xiàn)在銅和二氧化硅上添加一層石墨烯,對(duì)銅的浸潤(rùn)性影響較小,對(duì)二氧化硅的浸潤(rùn)性影響很大,不僅使其上接觸角顯著增大,還使得基底表面的水分子排布呈現(xiàn)出類似單層石墨烯上的規(guī)律.本文使用分子動(dòng)力學(xué)模擬方法從微觀尺度驗(yàn)證了文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從基底表面水分子排布角度分析了石墨烯獨(dú)特的浸潤(rùn)透明特性,為進(jìn)一步開發(fā)石墨烯在微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用提供了理論指導(dǎo).