Status and Prospect of Surface Wettability of Molecular Self-assembled Monolayers

doi:10.7503/cjcu20200620

Abstract

Abstract:

This article aims to revisit the research of surface wetting on self-assembled monolayers（SAMs） of organic molecules. It starts with a brief overview of the growth mechanism governing the self-assembly of organic molecules， followed by discussion of temperature-induced phase transition of SAMs. In the following sections， the surface wettability of SAMs is discussed in three main aspects on the basis of a collection of studies reported in a time span of 100 years， including （1） the contribution of terminal methyl groups to total surface energy of SAMs；（2） manifestation of the interactions between terminal polar groups and their interactions with water in SAM surface wettability， and the newly-discovered effect of molecular-level roughness of SAMs on their surface wettability. These studies will be put in new prospective in order to shift conventional thermodynamic description of surface wetting phenomena to new molecular-level interpretation and design of surface wettability.

Key words: Self-assembled monolayers, Intermolecular interaction, Surface energy, Interfacial water, Surface wetting (Ed.: N, K)

CLC Number:

O647

MA Zhuoyuan, WANG Dayang. Status and Prospect of Surface Wettability of Molecular Self-assembled Monolayers[J]. Chemical Journal of Chinese Universities, doi: 10.7503/cjcu20200620.

Figures/Tables 6

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Polymer	Structureal formula	γ_c/(mJ·m^-2)
Poly(vinylidene chloride)	—(CH₂CCl₂)_n—	40
Poly(vinyl chloride)	—(CH₂CHCl)_n—	39
Polyethylene	—(CH₂)_n—	31
Poly(vinyl fluoride)	—(CH₂CHF)_n—	28
Poly(vinylidene fluoride)	—(CH₂CF₂)_n—	25
Polytrifluoroethylene	—(CH₂CHF)_n—	22
Polytetrafluoroethylene	—(CF₂)_n—	18
—CH₃(crystal)	—CH₃	22
—CH₃(monolayer)	—CH₃	24
—CF₃(monolayer)	—CF₃	6
Polystyrene	—(CH₂CHC₆H₆)_n—	33
Poly(methyl methacrylate)	—(CH₂CH₃COOCCH₃)_n—	39

Polymer	Structureal formula	γ_c/(mJ·m^-2)
Poly(vinylidene chloride)	—(CH₂CCl₂)_n—	40
Poly(vinyl chloride)	—(CH₂CHCl)_n—	39
Polyethylene	—(CH₂)_n—	31
Poly(vinyl fluoride)	—(CH₂CHF)_n—	28
Poly(vinylidene fluoride)	—(CH₂CF₂)_n—	25
Polytrifluoroethylene	—(CH₂CHF)_n—	22
Polytetrafluoroethylene	—(CF₂)_n—	18
—CH₃(crystal)	—CH₃	22
—CH₃(monolayer)	—CH₃	24
—CF₃(monolayer)	—CF₃	6
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