分子动力学方法模拟研究表面活性剂的泡沫稳定能力
【摘要】：通过模拟表面活性剂在气液界面的薄膜体系的破裂情况来预测表面活性剂用于稳定泡沫的能力,并将所得结果与实验进行对照。泡沫的稳定性从本质上就是由超薄膜的稳定性所决定的。首先我们模拟了一系列膜厚间隔在0.01 nm的纯水薄膜体系,将薄膜破裂前的最小厚度定义为体系的临界膜厚。同时考查了模拟时间与格子大小对临界膜厚的影响,通过将模拟时间外推至无穷大以及格子边长与临界膜厚平方间的线性关系,得出本研究中模拟所得微观尺度的结果可以与实验上宏观尺度的结果相比较。表面活性剂可以提高泡沫的稳定性,即降低薄膜体系的临界膜厚。通过比较水/表面活性剂薄膜体系的临界膜厚与纯水体系的临界膜厚的降低程度,可以得出三种表面活性剂用于稳定薄膜体系的能力依C_(12)E_7LASSDS次序逐渐降低。这与实验上泡沫的产生与半衰期的结果趋势一致。通过分析表面活性剂在气液界面的密度分布发现,各表面活性剂疏水端突出在水面部分的积分面积对表面活性剂稳定薄膜的能力有贡献,突出的越少则所得薄膜的稳定性越强。
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