APTES SAM制備過程及表面潤濕性質的分子模擬研究.pdf

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研究和工程應用領域具有廣泛的應用。但是迄今為止，文獻中對APTES SAM的制備和性質爭議頗多，對其自組裝機制和內部結構仍不清楚。論文使用Materials Studio6.1軟件對APTES SAM的形成過程和表面潤濕性質進行了分子模擬研究，揭示

2、了APTES SAM的自組裝機制和內部結構及其對表面潤濕性質的影響。研究成果對APTES SAM的制備和研究具有重要意義。
　　論文首先通過量子力學模擬揭示了APTES分子上三個乙氧基的水解機制和前后次序。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，共價鍵接固定到基底表面，隨后APTES分子上2號位和1號位乙氧基再依次發(fā)生水解，APTES分子水解過程中所涉

3、及的反應均為自發(fā)反應。在此基礎上，論文采用分子模擬技術構建了可能存在的不同水解程度的APTES SAM結構模型，并對不同結構的APTESSAM表面潤濕性質進行了研究。結果表明，對應水解一個、二個和三個乙氧基的APTES SAM表面的理論初始接觸角分別為60°±3°，50°±3°，40°±3°，水解兩個乙氧基的APTESSAM表面理論前進接觸角為46°±3°。其中，水解兩個乙氧基的APTES SAM表面接觸角的理論模擬結果與Zeng等的實