全氟聚醚表面活性剂在稠密CO2中改善表面润湿性的分子动力学模拟

"表面活性剂对CO2中表面润湿的分子动力学模拟 (2013年) - 南京工业大学学报(自然科学版)，颜梦秋，杨晓宁" 这篇2013年的论文主要探讨了在稠密二氧化碳(CO2)溶剂环境中，全氟聚醚表面活性剂对水在不同亲水表面润湿性的影响。分子动力学模拟作为一种强大的研究工具，被用来深入理解这一复杂的物理化学现象。研究中涉及了三种不同亲水性的表面，以全面了解表面活性剂的作用效果。 对于疏水性表面，研究发现表面活性剂能够部分替代水滴与表面之间的CO2分子，这种现象改变了原有的界面性质，从而影响了水滴的稳定性和润湿状态。表面活性剂的介入降低了水滴与疏水表面之间的相互作用力，有助于改善润湿性。 在弱亲水性表面上，情况则有所不同。添加表面活性剂后，水滴几乎能完全脱离表面，这表明表面活性剂增强了水分子的聚集，减少了水与表面的接触，有利于水滴的形成和移动。 而对于强亲水性表面，表面活性剂的加入反而增大了水滴的接触角，减弱了表面的润湿性。这是由于表面活性剂在水/CO2界面的密度分布变化，导致水分子与表面的相互作用减弱，从而使水滴更倾向于保持自身的形态，而不是完全铺展在表面。 此外，论文还深入分析了表面活性剂在水/CO2界面的密度分布，这对于理解其如何影响润湿性至关重要。这些密度分布数据提供了关于表面活性剂分子如何排列以及如何改变界面性质的详细信息。 这项研究揭示了在稠密CO2环境中，表面活性剂通过调控水分子与不同表面的相互作用，可以有效地改善表面的润湿性。这对于在工业应用中，如石油开采、化学工程、环境清洁等领域，需要控制和调节润湿性的过程，具有重要的理论和实践意义。尤其是在处理亲水物质时，利用表面活性剂可以更有效地实现物质的脱除或分离。这项工作不仅扩展了我们对分子级别润湿性调控的理解，也为设计更高效、更环保的工艺提供了理论支持。