Interaction between a water drop and holey graphene: retarded imbibition and generation of novel water–graphene wetting states

文献情報

出版日 2017-09-19
DOI 10.1039/C7CP04411A
インパクトファクター 3.676
著者

Yanbin Wang, Shayandev Sinha, Liangbing Hu, Siddhartha Das


原文を見る

要旨

Transport of water through a holey or nanoporous graphene structure in presence of an external force (e.g., a pressure gradient) has paved the way for a myriad of applications ranging from water desalination to water–alcohol separation. In this study, on the other hand, we employ molecular dynamics (MD) simulations to probe no-external-force imbibition/permeation of a water nanodrop through a multilayer holey graphene structure. We carry out MD simulations in a two-dimensional set up; consequently, the holes in the graphene sheets appear as lateral separations between finite-length graphene layers, while the inter-layer distances appear as vertical separations. Interplay of lateral and vertical separations triggers combined spreading–imbibition dynamics, enforcing highly non-trivial water–graphene wetting states such as wetting-induced encapsulation of a complete graphene stack by the water drop, simultaneous wetting of multiple surfaces of multiple graphene stacks, and wetting with pinned and unpinned contact lines on vertically separated graphene layers. Finally, under certain combinations of lateral and vertical ISSs, there can be wetting of a much larger surface area of graphene, which is useful in applications (e.g., enhanced energy storage or heat transfer) favored by enhanced graphene–water contact area. Therefore, the present study has a twofold objective: first, it unravels, for the first time, water–holey graphene imbibition dynamics, and second, it identifies imbibition-triggered novel water–graphene wetting states for improving realistic applications involving graphene and water.

関連文献

Direction control in DNA binding of chiral d-lysine-based peptide nucleic acid (PNA) probed by electrospray mass spectrometry

Stefano Sforza, Tullia Tedeschi, Roberto Corradini, Arnaldo Dossena, Rosangela Marchelli

2003-04-02 Communication

DOI: 10.1039/B212718K

Facile resolution of constrained geometry indenyl-phenoxide ligation

Luke E. Turner, Matthew G. Thorn, Phillip E. Fanwick, Ian P. Rothwell

2003-03-28 Communication

DOI: 10.1039/B212724E

Self-assembled arrays of zinc oxide nanoparticles from monolayer films of diblock copolymer micelles

Seong Il Yoo, Byeong-Hyeok Sohn, Wang-Cheol Zin, Sung-Jin An, Gyu-Chul Yi

2004-11-05 Communication

DOI: 10.1039/B409934F

The dynamic desorption of krypton from the zeolite chabazite

S. P. Cork, G. Cressey, R. H. Jones, S. J. Teat, V. L. Zholobenko

2004-11-05 Communication

DOI: 10.1039/B410366C

Synthesis and characterization of multiferroic BiFeO3 nanotubes

Tae-Jin Park, Yuanbing Mao

2004-10-13 Communication

DOI: 10.1039/B409988E

Attachment of glycosaminoglycan oligosaccharides to thiol-derivatised gold surfaces

Susannah J. Patey, Jeremy E. Turnbull

2004-10-11 Communication

DOI: 10.1039/B411726C

Reactivity of a N-heterocyclic carbene, 1,3-di-(1-adamantyl) imidazol-2-ylidene, with a pseudo-acid: structural characterization of Claisen condensation adduct

Gabriela A. Grasa, Rohit Singh, Natalie M. Scott, Edwin D. Stevens, Steven P. Nolan

2004-11-04 Communication

DOI: 10.1039/B410986D

Iron(iii) salen-type catalysts for the cross-coupling of aryl Grignards with alkyl halides bearing β-hydrogens

Robin B. Bedford, Duncan W. Bruce, Robert M. Frost, John W. Goodby, Michael Hird

2004-10-27 Communication

DOI: 10.1039/B413790F

Total synthesis of (+)-belactosin A

Alan Armstrong, James N. Scutt

2004-01-27 Communication

DOI: 10.1039/B316142K

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

環戊烷-1,3-二甲酸甲酯はどのように合成されますか?

環戊烷-1,3-二甲酸甲酯は、環戊烷と塩酸によるヒンデンブルク反応を経由して合成されます。この反応では、環戊烷が塩酸と作用し、1,3-ジカルボキシ基が導入されま...

2435-36-1Dimethyl 1,3-cyclope...
化合物よくある質問

4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンとは何ですか?

4-メトキシ-1,2,3-スチアゼ-3,5-ジオンは、CAS番号107843-77-6の化合物で、(E)-ベンジル3-(3,4-ジヒドロキシフェニル) acry...

107843-77-6(E)-Benzyl 3-(3,4-di...
化合物よくある質問

プロスタグランジンA2について「に適用される法規ガイドラインは何ですか?'

プロスタグランジンA2 (CAS番号: 41691-92-3) は、化学物質の安全管理に関する規制として、GHS (危険物質の国際的ハザード分類・ラベル付けシス...

41691-92-316,16-DIMETHYL PROST...
化合物よくある質問

4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸についての物理化学的性質は何ですか?

4-アミノ-1-ナフタレン sulfonic 酸のCAS番号は84-86-6です。この化合物は結晶性で、分子量は212.15 g/molです。アルコールや水など...

84-86-64-Amino-1-naphthalen...
化合物よくある質問

N-GlcNAc-生物素を取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-GlcNAc-生物素は吸収性があり、皮膚や目への接触を避けることが重要です。PPE(個体保護具)は使用し、ドラフトチャンバーは必要に応じて使用します。漏洩時...

1272755-69-72-Acetamido-2-deoxy-...
化合物よくある質問

3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルとは何ですか?

CAS番号1209781-11-2の3-アミノメチルフローラノピペリジン-1-カルボニル酸テルブチルエステルは、有機化合物の一種で、化学式はC10H17FNO3...

1209781-11-22-Methyl-2-propanyl ...
化合物よくある質問

6-溴-1-甲基-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑はどのように合成されますか?

6- bromo-1-methyl-1H-benzotriazoleは、ブロモフリオリンと1-メチル-1H-ベンゾ[d][1,2,3]三氮唑の反応により合成され...

944718-32-56-Bromo-1-methyl-1H-...
化合物よくある質問

4-硫代尿苷はどのように合成されますか?

4-硫代尿苷は、尿素とD-リボシルヒドロキシアルデヒドを用いてスルホン化反応を経て合成されます。通常は塩酸ヒドロキシチオニルスルホン酸などの触媒を使用し、選択性...

6741-73-71-(4-thio-beta-D-rib...
化合物よくある質問

ブレインナトリユリックペプチド32ラットとは何ですか?

ブレインナトリユリックペプチド32ラット(CAS番号: 133448-20-1)は、心臓で作られるホルモンの一つで、心不全の診断や予後評価に使用されます。

133448-20-1Brain Natriuretic Pe...
化合物よくある質問

1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号810680-60-5の1-(3-氮杂啶)-4-羟基哌啶双盐酸盐は、白色の結晶性粉末である。分子量は360.84 g/molで、水に溶けやすい。反応活...

810680-60-51-(3-Azetidinyl)-4-p...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。