电解质、聚合物或蛋白质诱导下在固液界面处形成的表面活性剂自组装结构和多层结构（续完）

<正>3涉及表面活性剂和聚合物的表面复合物的形成使用按顺序构建的吸附技术(如L-by-L、LB和LS方法)，涉及聚合物特别是聚电解质的结构化的表面层的形成已经很成熟^[15-17]，并已应用于平面固体表面和一系列纳米颗粒。在各种工业、技术、医疗和家庭应用中，这种表面结构在开发功能化表面和对润湿性能的操纵方面备受关注^{[16,17,20,21,43-45]}。另一种替代方法是使用表面活性剂或聚电解质-表面活性剂混合物的自组装体，对吸附的聚电解质层进行修饰，以形成复杂的层状或自组装表面结构。     

SDS表面活性剂在纳米尺度多层石墨烯的吸附自组装分子模拟

采用分子动力学模拟分别研究了纯水和电解质溶液中SDS表面活性剂在纳米尺度石墨烯表面的自组装结构,考察了不同石墨烯层数对自组装吸附形态和SDS/石墨烯复合物悬浮密度的影响。模拟结果揭示了上述两种溶剂介质中,SDS的表面自组装结构形态与石墨烯的结构层数有关,增加石墨烯的层数能够加大吸附表面活性剂向溶液中的伸展程度,使表面活性剂自组装结构膨胀。此外电解质存在能够导致SDS表面活性剂在石墨烯表面吸附形态由多层结构向半圆胶束转化。模拟计算进一步发现SDS/石墨烯超分子复合物的悬浮密度随石墨烯层数的增加呈近似线性增加。     

表面活性剂自组装的计算机模拟及在新材料中的应用进展

从热力学和动力学角度对近年表面活性剂自组装特性的计算机模拟研究进行了综述,计算机模拟是研究表面活性剂自组装特性、超分子聚集体结构和特性的有效方法;叙述了表面活性剂在新材料中的应用情况,表面活性剂分子在溶液中和界面上可以自组装形成有序的超分子聚集体,从而在材料制备中发挥重要的作用;提出了存在的一些问题并对发展前景进行了展望。     

表面活性剂溶液润湿行为研究进展

润湿是指溶液在固体表面的铺展过程。本文主要从溶液铺展能力、表面活性剂吸附和固体表面性质等三个方面综述了表面活性剂溶液在固体表面的润湿行为及其研究和进展。     

居贝特醇十六烷基醚羟丙基季铵盐及其复配体系在石英表面吸附的研究

利用座滴法研究了阳离子表面活性剂居贝特醇十六烷基醚羟丙基季铵盐(C16GPC)溶液在石英表面上的润湿性能,并考察了非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(Triton X-100)及不同类型电解质对其接触角的影响趋势。研究发现,C16GPC在石英表面通过静电作用形成定向排列的单分子层,而后在cmc附近形成双层结构,接触角随浓度变化的趋势存在一个极大值;Triton X-100与C16GPC在界面上混合吸附,进一步降低表面张力,且影响固/液界面膜排列的规整性,从而造成接触角明显降低;电解质促进表面活性剂在气/液界面的吸附,同时抑制其在固/液界面的吸附,共同导致接触角降低。     

气泡的ζ电位

对气泡ζ电位的测量方法以及纯水中、表面活性剂体系中、电解质体系中气泡ζ电位的测量结果进行综述。研究表明,气泡在纯水中的等电点处于pH 1.5~3.5之间。阴、阳离子型表面活性剂会改变气泡表面的ζ电位,非离子型表面活性剂对ζ电位的影响与其结构和基团有关,当浓度达到临界胶束浓度时,ζ电位不再发生变化。无机电解质对ζ电位的影响与离子在溶液中的存在形式及吸附状态有关,pH对ζ电位的影响主要是通过影响H＋和OH-的吸附量以及溶液中表面活性剂和无机电解质的存在形式来实现。     

气泡的ζ电位

对气泡ζ电位的测量方法以及纯水中、表面活性剂体系中、电解质体系中气泡ζ电位的测量结果进行综述。研究表明,气泡在纯水中的等电点处于pH 1.5~3.5之间。阴、阳离子型表面活性剂会改变气泡表面的ζ电位,非离子型表面活性剂对ζ电位的影响与其结构和基团有关,当浓度达到临界胶束浓度时,ζ电位不再发生变化。无机电解质对ζ电位的影响与离子在溶液中的存在形式及吸附状态有关,pH对ζ电位的影响主要是通过影响H+和OH-的吸附量以及溶液中表面活性剂和无机电解质的存在形式来实现。     

新型三硅氧烷表面活性剂在低能固体表面的铺展性能研究

以测试表面活性剂溶液在固体表面铺展能力的方法,研究了温度、湿度和外加电解质浓度对新型双尾三硅氧烷表面活性剂1 L溶液在石蜡等低能固体表面的铺展性能的影响,结果表明:测试铺展性能也能大致求出表面活性剂1L的临界润湿浓度(CWC);1L溶液的铺展能力是随着温度和湿度的升高而增强的;较低的外加电解质浓度有助于提高1L溶液的铺展性能。实验说明,表面活性剂1L作为润湿剂或铺展剂使用时可以选择在较高的温度和(或)湿度下使用,以及(或者)通过添加适量的电解质的方法来提升其铺展能力,而且使用的浓度应该要在其CWC以上。     

非离子表面活性剂的结构与性能的关系

从非离子表面活性剂的结构出发,对非离子表面活性剂的表面吸附、表面张力、浊点、润湿与渗透、洗涤及泡沫性能做出了分析,并总结了非离子表面活性剂结构与上述性能之间的关系。     

蛋白质-表面活性剂组装结构的分子模拟

采用Langevin分子动力学方法模拟β模型蛋白与表面活性剂在溶液中形成的各种组装结构,考察了表面活性剂疏水性强度与浓度对蛋白质分子构象的影响.结果显示：弱疏水性表面活性剂可以在蛋白质表面自组装形成限制性空间,使被包覆的蛋白质的立体结构更为稳定;强疏水性的表面活性剂则可以与蛋白质疏水核心区的疏水基团形成复合物,而使蛋白质的立体结构被破坏,即蛋白质发生去折叠.上述模拟可再现相关实验结果,其展现的蛋白质结构转换微观图景对于表面活性剂的分子设计及其应用于生物加工过程具有指导作用.     

CTAC/NaSal表面活性剂棒状胶束自组装行为的介观布朗动力学模拟

表面活性剂分子在溶液中能够自组装形成多种形式的胶束结构,使溶液呈现出不同的流动特性。表面活性剂分子的自组装行为是其众多实际应用的重要基础,因此也一直是研究热点。表面活性剂分子的自组装行为受溶液条件(质量浓度、温度、流动强度等)影响显著,但目前实验条件下很难直观地、定量地对不同溶液条件下表面活性剂分子自组装行为进行系统监测和研究。本文选取CTAC/Na Sal棒状胶束溶液系统为研究对象,通过介观布朗动力学模拟计算,系统研究了不同质量浓度、温度、剪切强度下CTAC棒状胶束的自组装行为。研究表明,溶液的质量浓度、温度以及对溶液施加的剪切强度对CTAC棒状胶束的自组装能力都具有促进和抑制的两面性影响,即适当的质量浓度、温度及剪切强度有利于CTAC棒状胶束之间的自组装;相反,过高或过低的质量浓度、温度及剪切强度都不利于CTAC棒状胶束之间的自组装。     

特殊润湿表面制备方法及表面形貌研究进展

特殊润湿表面的不同制备方法可以制备出各种形貌的超疏水 /超亲水，或者两者兼顾的表面，从而引起表面润湿性，以及物理、化学稳定性等方面的差异。本文对超疏水、导向型超疏水、吸附型超疏水、超双疏以及超疏水 -超亲水共存表面共 4种类型润湿表面进行了总结，对采用化学刻蚀法、模板法、溶胶 -凝胶法、诱导沉积法、层层自组装法、激光处理法、 3D打印法 7种不同方法制备出的 9种表面润湿形貌（柱状、球体、圆锥体、线状 /棒状、无定型状、金字塔状、 T型、蘑菇型、三重凹角型）的研究现状进行了综述。对未来需要深入研究和探索的特殊润湿表面形貌，以及实际应用中可能存在的问题进行了总结和展望。     

糖基双子表面活性剂的研究进展

综述了烷基糖苷型、烷基糖(酰)胺型、脂肪酸糖酯型和特种糖基非离子型双子表面活性剂的结构特点、制备方法、性能、应用及其在溶液中的聚集行为、相转变等自组装特性,最后给出了糖基双子表面活性剂在国内的发展建议。     

表面活性剂与蛋白质相互作用的研究进展

综述了表面活性剂与蛋白质的相互作用以及该领域最新的研究方法和研究成果。从荧光技术在研究表面活性剂－蛋白质相互作用中的应用为出发点，介绍了表面活性剂与蛋白质相互作用所形成的复合物的结构及相互作用过程中蛋白质结构的变化；在阐述表面活性剂－蛋白质相同电荷混合体系及相反电荷混合体系的不同相行为特征的同时，介绍了NMR弛豫技术和冷冻蚀刻电镜在研究表面活性剂与蛋白质相互作用中的应用；表面活性剂－蛋白质混合溶液的界面吸附行为的研究以非离子表面活性剂与蛋白质的相互作用为主线，介绍了表面活性剂－蛋白质混合溶液界面吸附的2种机理，以及LB膜技术和流变学研究方法在研究表面活性剂－蛋白质相互作用中的应用。     

纳米管表面和自润湿溶液相耦合的传热性能

采用阳极氧化法在光滑钛板表面制备了高度有序的纳米管表面，利用扫描电镜、原子力显微镜和全自动接触角测量仪表征了纳米管表面和光滑表面的形貌及表面特性，配制自润湿溶液并进行热物性测定，将不同的加热面(光滑表面和纳米管表面)与不同工质(蒸馏水和自润湿溶液)组合进行池沸腾实验，从不同角度对比了不同组合工况的传热效果，从微观和宏观两方面对纳米管表面和自润湿溶液耦合强化传热的机理进行了分析。结果表明，具有超亲水性和较大粗糙度的纳米管表面与自润湿性溶液耦合时，最大传热系数和临界热流密度较高，分别为11.963 kW/(m2?℃)和623.706 kW/m2，比光滑表面与蒸馏水的常规组合传热分别提高了84.1%和143.8%。纳米管表面和自润湿溶液对系统的最大传热系数和临界热流密度强化作用稍有不同，二者协调强化沸腾传热性能。纳米管表面具有更多的有效汽化核心、更大的粗糙度和更好的润湿性，结合自润湿溶液特殊的表面张力特性形成冷热液体微循环，促进冷热液体运动，及时进行二次润湿，大幅减小气泡脱离直径，提高其脱离频率，出现微气泡，增加了对系统的扰动，有效增强了传热性能，是提高系统最大传热系数和临界热流密度的主要原因。     

表面活性剂在亚麻化学脱胶中的作用研究

本文报道了不同类型表面活性剂复配研制成的性能优良的油纤兼用亚麻化学脱胶助剂，对降低脱胶成本、简化工艺、提高纤维质量起着重要作用。实验结果阐明了表面活性剂结构与纤维润湿性能、溶液表面活性增强的关系。     

Bola型表面活性剂自组装囊泡的研究进展

介绍了Bola型表面活性剂的结构特点,并详细概括了Bola型表面活性剂自组装形成单分子囊泡的原理、囊泡与胶束的相互转变及区别。综述了Bola型表面活性剂自组装囊泡的合成研究进展,并对其在纳米材料、催化作用、药物缓释、模拟生物离子通道等方面的应用作了介绍。最后对Bola型表面活性剂的研究前景进行了展望。     

三硅氧烷超润湿剂及其在植物叶表面超润湿铺展机理研究进展

超润湿剂能够显著增大药液在植物标靶表面润湿沉积覆盖率,提高农药的利用率,提升农作物产量。具有独特结构的三硅氧烷聚醚型表面活性剂呈现出良好的超润湿铺展性。本文综述了植物叶表面的微观结构和润湿性、超润湿剂的结构与超润湿性关系,及从超润湿剂的浓度、溶液中聚集体形态、润湿基底、Marangoni效应、自亲效应等对超润湿性的影响不同角度地揭示了超润湿铺展机理,并对超润湿机理的深入研究提出了展望,为今后超润湿剂的设计合成和超润湿铺展机理的深入认识和研究提供了理论依据和指导。     

不同反离子双癸基季铵盐对聚四氟乙烯表面的吸附行为

利用座滴法研究了系列反离子双癸基季铵盐和Gemini型季铵盐表面活性剂对超疏水材料聚四氟乙烯(PTFE)表面的吸附行为。考察了表面活性剂的表面活性、类型和浓度对接触角的影响规律,并探讨了铺展系数、黏附张力和黏附功的变化规律。研究表明:双癸基季铵盐表面活性剂在PTFE表面的接触角随着反离子基团的增大呈现先减小后增大的趋势,其中反离子最大的双癸基二甲基戊酸铵(DDAV)在PTFE表面的润湿效果最好;铺展系数(S)随着反离子有机酸基团的增大呈现先减小后增大的趋势;当表面活性剂的质量浓度低于cmc时,粘附力和表面张力之间呈现出良好的线性关系;当质量浓度大于cmc时,反离子基团小的表面活性剂溶液在固-液界面和气-液界面形成了饱和吸附层。反离子基团较大的表面活性剂在气-液界面达到饱和吸附,但在固-液界面上没有达到饱和,随着浓度的增加继续吸附,润湿性能增强。     

阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂的相互作用(Ⅰ)--表面活性

通过临界胶束浓度(cmc)、最低表面张力(γcmc)、表面吸附(Γ)、表面膜强度和表面润湿等,介绍了阴/阳离子表面活性剂混合溶液的表面活性。阴/阳离子表面活性剂混合溶液,消除了同电荷之间的斥力,形成了正、负电荷间的引力,十分有利于两种表面活性剂离子间的缔合,同时还增加了疏水性。因此,在适宜条件下,可以使胶团更容易形成,表面(或界面)上吸附量增加,使得复配溶液具有很低的表面和界面张力,提高表面活性。不仅等摩尔比的混合溶液的cmc和γcmc显著下降,非等摩尔混合也使cmc减小、γcmc降低。等摩尔混合溶液表面吸附层分子摩尔比近于1∶1,其他不同比例时,表(界)面层摩尔比在大多数情形中仍接近1∶1。吸咐层呈等比组成时达到最大电性吸引,表(界)面吸附量趋于饱和。与此同时,由于吸附层中分子间静电吸引力的较强相互作用,还使得表面膜机械强度增加,并表现出良好的润湿性能。