Structure Formation due to Antagonistic Salts
拮抗盐由亲水性和疏水性离子组成。在混合溶剂(水-油)中,这种离子对优先被水或油吸引,从而引起电荷密度和组合物之间的耦合。首先,它们在水-油界面处形成大的双电层,降低表面张力并产生中间相。在这里,阳离子和阴离子通过库仑吸引力松散地结合在德拜屏蔽长度的尺度上。第二,在固体表面上,亲水(疏水)离子被困在富水(富油)吸附层,而其他物种的离子则从该层中排出。这就产生了一种在固体附近局部电荷分离的溶剂化机制。特别是,在溶剂临界附近,固体表面周围的扰动可以在空间中振荡。在中间相,我们计算周期性结构,这类似于那些在实验中。
2016-04-03 cond-mat.soft
Bending Frustration of Lipid-Water Mesophases Based on Cubic Minimal Surfaces
反双连续立方相在脂水混合物中普遍存在,并且由形成立方最小表面的脂双层组成,从而将空间分成两个水通道的立方网络。对于小的烃链长度,单层可以被建模为平行表面的最小midsurface。立方相的弯曲能由高斯曲率在最小中间曲面上的分布确定,我们计算了七种不同结构(G,D,P,I-WP,C(P),S和F-RD)。我们表明,自由能量密度的结构G,D和P是相当低的比其他研究的结构,由于其狭窄的高斯曲率分布。G、D和P之间的Bonnet变换意味着这些相沿着三线共存,其中还包括过量的水相。我们的模型包括热膜波动。我们的定性预测保持不变时,高阶项的曲率能量。对于2:1月桂酸/二月桂酰磷脂酰胆碱和水的相图计算结果与实验结果吻合得很好。
2001-02-26 cond-mat.soft
Precipitation of water from aqueous mixtures with addition of hydrophilic ions
我们研究在固定量的亲水性单价离子的水溶液混合物中的相分离。当水是少数组分时,优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种离子诱导的沉淀发生在宽的温度和平均组成范围内,其中溶剂将处于没有离子的单相状态。当相互作用参数$χ$(取决于温度)向每个平均组成的临界值降低时,这种水区域的体积分数降低到零。
2010-01-21 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Onion structures induced by hydrophilic and hydrophobic ions in a binary mixture
在含有85 mM盐的D $_2$ O和3-甲基吡啶(3 MP)的非临界混合物中,观察到单相无序相和具有多层(洋葱)结构的有序相之间的相变。该盐由亲水性阳离子和疏水性阴离子组成,它们与诱导中间相的溶剂组成波动不对称地相互作用。从小角中子散射得到的组成分布的结构因子在无序相中的中间波数处有一个峰,在有序相中有多个峰。形成洋葱的层片层由溶剂化诱导的被D $_2$ O溶胀的带电膜组成。洋葱状相仅在小体积分数的3 MP(在富含D $_2$ O的溶剂中)下实现。
2009-03-16 cond-mat.soft
Solvation Effects in Phase Transitions in Soft Matter
极性二元混合物中的相变甚至可以通过少量的盐而显著改变。这是因为优先溶剂化强烈依赖于环境组成。结合我们在这一问题上的研究总结,我们提出了一些详细的结果,由亲水性和疏水性离子组成的拮抗盐的作用。这些离子倾向于在液-液界面处分离,并选择性地耦合到富水和富油组成波动,导致中间相形成。在我们的二维模拟中,根据相互作用参数(或温度)和盐密度,可以停止或减缓畴结构的腐蚀。我们实现了条纹图案在临界组成和液滴图案在非临界组成。在后一种情况下,带电液滴出现相当大的尺寸分散在一个封闭的区域。我们还给出了离子之间的结构因子,占库仑相互作用和溶剂化的组成波动介导的相互作用。
2010-11-07 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Connectivity of the Hexagonal, Cubic, and Isotropic Phases of the C$_{12}$EO$_6$/H$_2$O Lyotropic Mixture Investigated by Tracer Diffusion and X-ray Scattering
通过测定示踪分子在六方中间相和流体各向同性相之间的扩散常数,研究了非离子二元体系C $_{12}$ EO $_6$ /H $_2$ O中疏水介质的连通性.在接近各向同性相的横向扩散系数的增加揭示了连接表面活性剂圆柱体的桥状缺陷的扩散。这表明各向同性相具有高度连接的结构。事实上,我们发现类似的扩散系数在各向同性和立方双连续相。在六方相的晶格参数的温度依赖性证实了连接的变化接近六方各向同性过渡。最后,各向同性相的X射线研究表明,其结构是局部类似的六方相。
2015-04-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Formation and kinetics of transient metastable states in mixtures under coupled phase ordering and chemical demixing
我们目前的理论和模拟的同时在聚合物-液晶混合物中的化学分层和相序的条件下,各向同性-各向同性相分离是亚稳态的各向同性-双相变。据发现,中间相的形成过程中,由一个短暂的亚稳相,周围的有序相,其寿命是一个函数的比例的扩散取向迁移率。结果表明,聚合物-液晶混合物中的动力学相序类似于聚合物溶液中的动力学结晶。
2009-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Microphase separation in oil-water mixtures containing hydrophilic and hydrophobic ions
我们发展了一种基于格子的蒙特卡罗模拟方法,能够处理带电混合物的介电异质性。使用这种方法,我们研究了含有拮抗盐的油水混合物,具有亲水性阳离子和疏水性阴离子。我们的模拟揭示了几个阶段与空间调制的溶剂组合物,其中的离子分配之间的富水和贫水区域根据其亲和力。除了最近观察到的层状相,我们发现管状,液滴,甚至gyroid相让人想起那些发现在嵌段共聚物和表面活性剂系统。有趣的是,这些结构源于离子介导的相互作用,其允许通过浓度、离子性质和温度来调节相行为。
2017-09-01 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Origin of attraction between likely charged hydrophobic and hydrophilic walls confining near-critical binary aquaeous mixture with ions
在一个简单的密度泛函理论中考虑了离子溶质对被限制在不同吸附偏好的带电壁之间的近临界二元水溶液混合物的影响。对于含有少量离子的近临界体系,基于关联式$ξ$和德拜屏蔽长度$κ^{-1}$均远大于分子尺寸的假设,导出了Landau型泛函.对于不溶于有机溶剂的离子,得到了相应的近似欧拉-拉格朗日方程。非平凡的浓度分布的溶剂被发现附近的带电疏水壁作为结果之间的竞争的短程吸引力的有机溶剂和水合离子的静电吸引力。对于一定范围的表面电荷和$ξκ$,在疏水表面附近可能存在过量的水。结果,亲水表面和疏水表面之间的有效电势在远离临界点时可以是排斥的,然后是吸引的,并且当接近临界温度时再次是排斥的,这与最近的实验一致[Nellen等人,软物质{ \bf 7},5360(2011)]。
2011-08-08 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Precipitation in aqueous mixtures with addition of strongly hydrophilic or hydrophobic solute
我们研究相分离的水溶液中的混合物,由于优先溶剂化与低密度溶质(亲水性离子或疏水性颗粒)。对于亲水性离子,优先溶剂化可以稳定富含离子的水域。这种沉淀发生在温度和平均组成的宽范围内,高于临界溶质密度$n_p$,其中混合物溶剂将处于没有溶质的单相状态。当平均溶质密度$\bar n$降低到$n_p$或当相互作用参数$χ$降低到临界值$χ_p$时,析出畴的体积分数趋于零。如果我们从具有${\bar n}>n_p$或$χ>χ_p$的单相状态开始,沉淀通过均匀成核或通过非均匀成核进行,例如,在悬浮的胶体周围。在后一种情况下,胶体颗粒被厚的润湿层包裹。我们还预测了一个一阶预湿转变为$\bar n$或$χ$略低于$n_p$或$χ_p$。
2010-10-09 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Selective solvation in aqueous mixtures: Interface deformations and instability
我们简要地回顾了离子在水溶液中的选择性溶剂化效应,其中离子密度和组成波动是强耦合的。然后,我们研究了离子存在下液-液界面的表面张力γ。我们发现,由于界面附近的静电和溶剂化相互作用,γ可以急剧下降。我们计算自由能是如何改变的,由于小的表面起伏的存在下的双电层。当γ为负值时,表面不稳定性发生,这在溶剂临界附近的拮抗离子对中很容易实现。三维模拟显示了如何诱发表面不稳定性。
2012-02-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Effect of ions on confined near-critical binary aqueous mixture
近临界二元混合物中含有离子和两个带电和选择性表面之间的限制进行了研究扩展到包括静电相互作用的朗道-金兹伯格理论。电荷密度分布和有效的限制表面之间的相互作用的情况下,计算的溶剂组分之一的离子的化学偏好。在接近二元溶剂的共溶点时,离子的优先溶解性导致电荷密度分布相对于从Debye-Hückel理论获得的电荷密度分布的修改。因此,静电对带电表面之间的有效电势的贡献可以表现出吸引阱。我们的计算是基于有效的近似方案,如果一种溶剂的体积相关长度远大于德拜屏蔽长度;在这个临界状态下,电荷对溶剂浓度分布的影响是次显性的。这些条件在最近对作用于基底和浸入近临界水-二甲基吡啶混合物中的球形胶体颗粒之间的有效力的测量中得到满足[Nature V.451,172(2008)]。我们的分析结果与实验结果在定量上是一致的。
2012-02-27 cond-mat.soft
Dynamics of transient metastable states in mixtures under coupled phase ordering and chemical demixing
我们目前的理论和模拟的同时在聚合物-液晶混合物中的化学分层和相序的条件下,各向同性-各向同性相分离是亚稳态的各向同性-双相变。在这种情况下的机制是成核和生长,它被发现,中间相生长的过程中,由一个短暂的亚稳相,围绕有序相,其寿命是一个函数的比例的扩散取向迁移率。在旋节分解的情况下,不同的动态制度,观察取决于迁移率比:亚稳相分离前相序,相序前相分离,或同时相序和相分离。不仅整体动力学,而且材料的最终结构可以是不同的每个动力学制度。
2013-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Local theory for ions in binary liquid mixtures
基于离子与溶剂间有效相互作用的局部描述,利用密度泛函理论研究了离子对作为溶剂的二元液体混合物的体相行为以及对平面壁面附近相应界面结构的影响.双线性耦合近似(BCA),这已被用于许多以前的相关研究,比较了一种新的局域密度近似(LDA)的离子-溶剂相互作用。事实证明,在BCA的本体相图,两点关联函数,和临界吸附表现出定性的功能,这是不兼容的现有的实验数据。这些差异不会发生在拟议的LDA中。建议进行进一步的实验研究,以评估所提出的LDA的可靠性。这种方法使人们能够获得一致的和相当普遍的理解离子对溶剂性质的影响。从我们的分析中,我们推断,特别是可以有一个实验检测的影响离子对二元液体混合物由于空间效应,但不是由于电荷效应。
2012-07-06 cond-mat.soft physics.chem-ph
Distribution of ions near a charged selective surface in critical binary solvents
研究了近临界二元混合物中,在带电壁面附近含有离子溶质,优先吸附溶剂中的一种组分。在扩展到包括静电相互作用和化学偏好的离子的溶剂的一个组成部分的朗道-金兹伯格的方法,我们得到一个简单的形式的领导阶校正的Debye-Huckel理论结果的电荷密度分布。结果表明,临界吸附对离子在壁面附近的分布有显著影响。这种效应可能有重要的影响,为筛选的带电表面浸入在二元近临界溶剂之间的静电相互作用。
2010-01-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Reversible Pore Gating in Aqueous Mixtures via External Potential
我们研究理论上多孔膜在含水混合物。我们发现,大的膜孔可以可逆地门控从“关”(共溶剂丰富,离子和其他溶质的不良导体)到“开”(水丰富,良好的导体)状态的外部电位。用于切换的转变电压或电荷取决于膜的亲水性/疏水性、盐含量、盐离子的优先溶剂化和温度。这些参数还确定填充过渡是突然的还是渐进的。
2016-05-30 cond-mat.soft
Solvation Effects in Near-Critical Binary Mixtures
本文提出了一个研究近临界极性流体二元混合物溶剂化效应的Ginzburg-Landau理论。浓度依赖性的介电常数引起一个壳区域周围的带电粒子内优先发生溶剂化。当接近临界点时,浓度具有代表强临界电致伸缩的长程Ornstein-Zernike尾。如果加入盐,则在临界涨落和离子之间产生强耦合。计算了临界涨落和电荷密度的结构因子,讨论了相变行为。
2004-05-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
The vanishing water/oil interface in the presence of antagonistic salt
拮抗盐是由亲水性和疏水性离子组成的盐。在水和有机溶剂的二元混合物中,这些离子优先溶解到不同的相中。我们通过分子动力学(MD)模拟研究了拮抗盐四苯基氯化磷PPh $_4$ Cl在水和2,6-二甲基吡啶混合物中的作用。随着盐浓度的增加,两相区收缩,界面张力降低,这与向这种混合物中加入正常盐时发生的情况相反。MD模拟使我们能够详细研究表面张力降低背后的机制。我们得到了界面周围的离子和组分分布,并确定了系统中的氢键,并得出结论,盐的加入改变了氢键。
2020-03-25 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Towards an analytical theory for charged hard spheres
离子混合物需要一个排斥核以避免崩溃。德拜-许克尔理论中的离子是点电荷,只有在无限稀释的极限下才是准确的。MSA是将硬核嵌入DH中,适用于更高密度。在MSA中,任何离子混合物的性质都可以由单个筛选参数$Γ$表示。对于等离子尺寸,由德拜参数$κ$得到了限制模型。这种单参数表示法(BIMSA)适用于复杂的缔合体系,如一般的n-聚电解质。BIMSA是唯一的理论,满足无限稀释极限的DH理论的任何链长。硬离子混合物的接触对分布函数是$Γ$和小平均场参数的泛函。这产生了与Monte Carlo(Bresme等,Phys. Rev. E { \textbf 51} 289(1995))的良好一致性。
2007-07-20 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Charged colloids in an aqueous mixture with a salt
我们计算了胶体颗粒周围的离子和成分分布在水溶液中的混合物,占优先吸附,静电相互作用,离子和极性分子之间的选择性溶剂化,和成分依赖的电离。在胶体表面,我们预测的沉淀过渡诱导的强烈偏好的亲水性离子的水和弱和强的吸附和电离之间的预润湿过渡。这些过渡线在相互作用参数χ(或温度)和平均溶剂组成的平面中远离溶剂共存曲线延伸。表面上的这些相变极大地改变了胶体相互作用。特别是,在沉淀线上方形成的润湿层桥接时,相互作用被放大得多。根据平均溶剂组成,这种润湿层可以完全或部分覆盖胶体表面。
2011-10-20 cond-mat.soft
Solubility of organic salts in solvent-antisolvent mixtures: A combined experimental and molecular dynamics simulations approach
我们将分子动力学模拟与实验相结合来估计有机盐在复杂生长环境中的溶解度。我们预测的溶解度通过模拟的生长和溶解的离子在晶体表面的扭结网站在不同的溶液浓度。因此,溶解度被确定为溶液的盐浓度,其中溶解在溶液中的离子对的能量等于在扭结位点处结晶的离子对的能量。模拟方法的情况下,无水乙酸钠结晶从各种溶剂-抗溶剂混合物。为了验证预测的溶解度,我们使用实验装置和测量方案在内部测量了乙酸钠的溶解度,该实验装置和测量方案保证了无水分条件,这对于像乙酸钠这样的吸湿性化合物是关键的。我们观察到乙酸钠在不同溶剂-反溶剂混合物中的溶解度实验和计算评估之间的良好协议。鉴于模拟产生的协议和丰富的数据,我们可以使用它们来补充实验任务,这反过来又会减少设计复杂的有机盐工业结晶过程的时间和资金。
2022-03-13 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Influence of asymmetric depletion of solvents on the electric double layer of charged objects in binary polar solvent mixture
对于由离子和两种极性溶剂组成的二元溶剂混合物,带电物体附近的双电层不仅受到二元溶剂组成的强烈影响,而且还受到溶剂性质如溶剂分子的体积和偶极矩的强烈影响。考虑到溶剂的大小和溶剂偶极子的取向有序性的差异,我们从理论上得到了溶剂和离子在平面几何和平均场方法中的空间分布函数的一般表达式。虽然专注于长程静电相互作用,我们忽略了短程相互作用,如优先溶剂化,我们的方法预测了一个不对称的耗尽两种溶剂从带电的表面和行为的降低介电常数的二元溶剂混合物。此外,我们认为,耗尽的关键因素是溶剂的偶极矩与溶剂体积的比例。讨论了二元溶剂组成、溶剂体积和溶剂偶极矩对溶剂数密度、介电常数和微分电容的影响。我们的结论是,占极性溶剂之间的体积和偶极矩的差异是必要的新方法来代表更现实的情况,如优先溶剂化。
2022-02-10 cond-mat.soft
Designing an Optimal Ion Adsorber at the Nanoscale: The Unusual Nucleation of AgNP/Co$^{2+}$ -- Ni$^{2+}$ Binary Mixtures
从水中选择性去除重金属是一个复杂的课题。我们提出了一种理论计算方法,实验证据的支持下,设计一种功能化的纳米材料,能够选择性地捕获金属离子从水中的自组装过程。理论模型用于将Ag纳米颗粒和Co $^{2+}$或Ni $^{2+}$的实验混合物映射到添加剂高度不对称吸引的Lennard Jones二元混合物上。广泛的NVT(恒定数量的颗粒,体积和温度)蒙特卡罗模拟进行推导出一组参数,首先诱导两种物质在溶液中的聚集,然后影响聚集体的形态。因此,计算预测与实验结果进行了比较。所收集的见解可以用作预测新一代选择性纳米颗粒的最佳设计的指导方针,用于金属离子吸附,从而最大限度地捕获水溶液中的离子。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Sedimentation of binary mixtures of like- and oppositely charged colloids: the primitive model or effective pair potentials?
我们研究了低盐悬浮液的二元混合物的带电胶体的沉降平衡,无论是通过蒙特卡罗模拟的一个有效的胶体只有系统和泊松-玻尔兹曼理论的胶体离子混合物。我们证明了理论上预测的提升和分层效应,其中涉及到屏蔽离子的熵和自发的宏观电场[J. Zwanikken和R。欧洲天体物理学的范·罗伊。Lett. { \bf 71},480(2005)],也可以基于具有成对屏蔽库仑相互作用的有效的仅胶体系统来理解。我们认为,通过理论和模拟,既排斥带相同电荷的胶体,吸引带相反电荷的胶体,我们发现一个重入提升和分层现象时,胶体的电荷比从大的正通过零到大的负值。
2005-12-22 cond-mat.soft
Lithium Ion Transport Mechanism in Ternary Polymer Electrolyte-Ionic Liquid Mixtures - A Molecular Dynamics Simulation Study
通过分子动力学模拟研究了PEO/LiTFSI和不同比例的离子液体N-甲基-N-丙基吡咯烷双(三氟甲烷)磺酰亚胺组成的三元聚合物电解质中锂的输运机理。这是由最近的实验发现[Passerini等人,电化学。Acta 2012,86,330-338],其证明了这些材料相对于其二元对应物PEO/LiTFSI显示出增强的锂迁移率。为了掌握引起这些观察结果的潜在微观情景,我们采用了一种基于Rouse的分析阳离子传输模型[Maitra等人,PRL 2007,98,227802],其最初被设计用于常规聚合物电解质。该模型描述了通过三种不同的机制,每个特征在于一个单独的时间尺度的阳离子传输。事实证明,在三元电解质中,基本上所有的锂离子都由PEO链配位,从而排除了离子液体分子的存在增强的传输机制。相反,离子液体的增塑作用通过增强PEO链的动力学以及因此也增强附着离子的运动而有助于增加锂迁移率。额外的重点放在预测锂扩散系数从模拟数据为各种链长和与实验数据的比较,从而证明了我们的方法的广泛适用性。
2013-02-20 cond-mat.soft
Interaction of the model alkyltrimethylammonium ions with alkali halide salts: an explicit water molecular dynamics study
采用显式水分子动力学模拟方法,模拟了烷基三甲基铵表面活性剂离子(尾部亚甲基数目分别为3,5,8,10和12)分别与NaF,NaCl,NaBr和NaI盐混合的稀溶液. SPC/E模型用于描述水分子。在298 K的模拟结果的形式的径向分布函数的CH $_2$基团上的烷基三甲基铵离子的氮和碳原子,并在溶液中的抗衡物种。计算了表面活性剂碳原子与反离子的运行配位数。我们发现,I $^-$ counterweight表现出最高的,和F $^-$最低的亲和力“结合”的模型表面活性剂。的结果进行了讨论,鉴于现有的实验和模拟数据,这和类似的解决方案。
2013-12-16 cond-mat.soft
Phase behaviour and structure of a superionic liquid in nonpolarized nanoconfinement
离子-离子相互作用成为指数屏蔽离子限制在超窄金属孔。为了研究这样的离子,称为超离子液体的组装的相行为,我们制定了一个统计理论,制定的二分晶格,这使得分析解决方案内的贝特晶格的方法。我们的解决方案预测存在的有序和无序相,其中离子形成一个晶体状结构和均匀的混合物,分别。这两个阶段之间的过渡可能是一阶或二阶,这取决于离子直径,限制程度和孔离子疏性。我们补充我们的分析结果,三维非晶格蒙特卡罗模拟的离子液体在狭缝纳米孔。模拟预测离子簇和有序的蛇形图案的形成,导致特征的阳离子-阳离子和阴离子-阴离子的径向分布函数中的紧密站立的峰。
2016-07-03 cond-mat.soft
Controlled Spherulitic Crystal Growth from Salt Mixtures: A Universal Mechanism for Complex Crystal Self-Assembly
研究了室温下硫酸盐混合物蒸发水溶液中硫酸钠受控球晶生长的条件,发现二价金属离子诱导高粘度溶液中的非经典成核,首次量化了过饱和度与生长动力学,为调节球晶形态提供了实用策略。
2025-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Modeling the Influence of Solvation on the Electrochemical Double Layer of Salt / Solvent Mixtures
本文将溶剂化相互作用引入电解质连续介质模型,研究盐/溶剂混合物中电化学双电层结构,发现盐浓度和离子-溶剂结合强度显著影响电极表面溶剂浓度及溶剂分解速率,从而实现对不同电解质双电层结构的定性预测。
2024-08-08 cond-mat.soft physics.chem-ph
Nanoscale Liquid Crystal Lubrication Controlled by Surface Structure and Film Composition
由于液晶具有长程有序的倾向,它们已成为下一代润滑剂的潜在候选者。在这里,我们构建了一个全原子模型的4-氰基-4-己基联苯(6 CB)双液晶润滑剂与己烷混合,并限制在云母表面。我们探讨了云母的表面结构,以及润滑剂的成分和厚度,在系统中的纳米级摩擦的效果。我们的结果表明,云母表面的结构,特别是钾($\mathrm{K}^+$)离子的位置,在确定单层润滑剂的滑动摩擦性质(包括是否存在粘滑动力学)方面发挥着关键作用。随着限制表面的相称设置,当周期性$\mathrm{K}^+$离子之间产生的凹槽平行于滑动方向时,我们观察到与垂直情况相比更低的摩擦力。相对于前两种情况,离子的随机位置表现出更小的摩擦力。对于较厚的润滑层,表面结构变得不那么重要,并且我们观察到与6CB和添加剂己烷的体积粘度的实验数据非常一致。在较厚的润滑层的情况下,仍然可以通过调节混合物中6CB和己烷的相对浓度来控制摩擦。
2018-12-23 cond-mat.soft
Surface Structure of Organoclays
有机改性粘土矿物的性质从根本上决定了聚合物-粘土纳米复合材料的质量。采用分子动力学模拟研究了不同烷基链长的烷基铵-云母的均匀混合物和云母表面的分离岛结构(80%的碱交换,20%的碱离子保留),包括详细的Si -> Al-> Si-> Al-> Al-的模型。层状硅酸盐表面的K电荷缺陷。通过与实验结果的比较,我们发现长链(C18)导致碱金属离子和有机离子在表面形成混合相,而中等长度的链(~C12)则导致相分离。从理论上讲,非常短的链又倾向于均匀混合的表面。我们解释这个有趣的观察与一个基本的自由能模型,并提出了一个图表的相行为作为表面饱和度与烷基链和链长的函数。此外,当主链扭转角的20%左右为偏转角时,热处理会导致链的有序-无序转变。在较高的温度下,表面上的铵头基的重排也是可能的,这导致淬火后的亚稳结构。
2003-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Cationic DMPC/DMTAP Lipid Bilayers: Molecular Dynamics Study
已知阳离子脂质膜与DNA形成紧密的复合物,并且在体外和体内都有效地作为基因递送剂。在这里,我们采用分子动力学模拟的详细原子的研究脂质双层组成的混合物的阳离子二肉豆蔻酰三甲基铵丙烷(DMTAP)和两性离子二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)。我们的主要目标是研究如何双层的组合物影响其结构和静电性能的液晶相。通过改变DMTAP的摩尔分数,我们已经发现,每个脂质的面积有一个显着的非单调依赖于DMTAP的浓度,最小值周围的点的等摩尔混合物。我们表明,这种行为有一个静电的起源,并驱动带正电荷的TAP头基和两性离子PC头之间的相互作用。这种相互作用导致PC头基随着DMTAP浓度的增加而发生相当大的重新取向,并引起脂双层静电性质的重大变化,包括整个双层的总偶极电位显着增加以及水的有序性的显着变化在膜附近。此外,氯反离子主要与PC氮结合,这意味着与TAP头部基团相比,Cl离子对PC头部的屏蔽更强。这些研究结果的影响进行了简要讨论。
2003-12-16 cond-mat.soft physics.bio-ph q-bio.BM