Molecular Dynamics Simulations of Surface Hydration Layers Near Non-fouling Polymer Membranes

采用分子动力学方法研究了吸附在聚二甲基硅氧烷(PDMS)和接枝聚磺酸基甜菜碱甲基丙烯酸甲酯(pSBMA)改性后的防污材料膜水化层内的水分子的结构及其动力学性质, 从微观角度解释了聚合物膜具有防污性能的原因. 模拟发现: (1)紧靠聚合物膜形成的水化层是聚合物具有防污性能的关键因素, 该水化层是溶液中的粒子(包括蛋白质分子)与聚合物膜相接触时所要克服的最主要的物理能障; (2)相对PDMS聚合物膜而言, 双离子特性自组装膜(pSBMA)在氢键、静电力的共同作用下, 可以形成空间笼状水分子网结构对水分子具有更强的束缚作用并有效降低水分子的可运动性, 形成的稳定水化层使得pSBMA具有更强的阻碍蛋白质吸附的能力.