求教油-水-表面活性剂体系如何建模以定量分析表活剂浓度对界面张力的影响

五好先森

目前准备用Gromacs模拟正癸烷（C10）-水（H2O）-十二烷基苯磺酸钠（SDBS）体系，定量分析SDBS浓度对C10-H2O界面张力的影响，希望模拟结果能和旋转滴界面张力仪的测试结果相吻合。

我对于模型的建立有一些疑惑和思考，想向各位老师请教：

1.旋转滴界面张力仪中，一小滴油悬浮在水相中旋转，水相/油相体积比上千甚至上万了，那分子动力学建模时H2O和C10的体积比是不是也应该取非常大的值，如果是的话这个模型的盒子就是一个z方向非常长的长方体，H2O在中间，可能占了99.9 vol%，C10在两端，只占0.1 vol%，感觉这个模型很奇怪，但这是为了考虑SDBS在水相中浓度的问题，本身计算界面张力肯定是不需要这样的。

2.如果确实应该建立1中所述的模型，那么我大概算了一下，我们的浓度对应的体系应该是11.5万H2O + 6个SDBS，而C10的确切分子数还无法确定。且不说无法确定精确的C10分子数，我觉得这其中又存在与实际不符合的情况，因为旋转滴界面张力仪中，一小滴油悬浮在水相中旋转，水相中的表活剂应该是不断聚集在油水界面上的，也就是说当旋转的时间足够长的时候，整个水相中的表活剂可能都能聚集在油滴附近，直到油水界面被填满或者水中的表活剂耗尽。这样一来在模拟中取11.5万H2O + 6个SDBS这个浓度就没有意义了，因为所建模型中C10-H2O界面上吸附到的SDBS实际上应该远大于6个（只不过更多的SDBS没有体现在该模型之中）。

3.由于问题2的存在，建模我不知道该怎么建了，建立1中所述模型没有意义，因为模型中C10-H2O相界面上吸附的SDBS应该远大于模型水相中原本溶解的SDBS，建模没有办法体现出实际测试过程中不同浓度的SDBS对C10-H2O界面张力的影响。

自己表达能力有限，不知道有没有说清楚上述情况。还想请问各位老师有没有其他的模拟方法，能够定量分析表活剂浓度对界面张力的影响。谢谢

五好先森

牧生 发表于 2023-8-4 19:15
个人意见：计算表/界面张力时，特别是有表面活性剂时，分子力场的精度是远远不够的。

我感觉单纯的油水两相界面张力的分子动力学计算结果还是可以接受的呀。

老师有什么好办法定量分析表活剂浓度对界面张力的影响吗？

牧生

个人意见：计算表/界面张力时，特别是有表面活性剂时，分子力场的精度是远远不够的。