Au(100)表面亲/疏水性质的密度泛函理论研究

摘要

采用密度泛函理论,研究了单个、一层、多层(两层、三层)水分子与Au(100)表面的相互作用,从原子层面上分析Au(100)表面的亲/疏水性质。同时结合分子动力学模拟,分析水滴在金表面的润湿过程,进而从介观层面上揭示金表面的亲/疏水性质。结果表明,单个水分子在Au(100)表面是物理吸附。与单个水分子吸附构型相比,一层水分子吸附构型中存在层内氢键作用,多层水分子吸附构型中存在层内氢键和层间氢键作用。随着水分子层数的增多,多层水分子吸附构型的内层水分子与Au(100)表面原子的平均作用距离呈现逐渐减小的趋势。水滴在金表面的分子动力学模拟结果表明,有机污染会对金表面的润湿性产生较大影响,导致金表面呈现一定的疏水性,而清洁金表面则为亲水性。