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Polymer spreading on substrates with nanoscale grooves using molecular dynamics

机译：使用分子动力学的纳米级凹槽在基板上铺设聚合物

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Understanding how liquid polymer interacts with and spreads on surfaces with nanoscale texture features is crucial for designing complex nanoscale systems. We use molecular dynamics to simulate different types of polymer as they spread on substrates with a single nanoscale groove. We study how groove design affects the potential energy of a substrate and how this governs polymer spreading and orientation. Based on our simulations, we show that groove shape, polymer chemistry, and polymer molecule entanglement are the three parameters that determine polymer spreading on a nanoscale groove. We provide a molecular-level explanation of the underlying physical mechanisms, and we illustrate this fundamental understanding by designing a network of grooves to engineer user-specified polymer spreading and coverage. This work has implications for nanoscale systems and devices that involve the design of complex groove networks with an ultrathin polymer coating, including micro and nanoelectromechanical devices, nanoimprint lithography, flexible electronics, antibiofouling coatings, and hard disk drives.
机译：了解液体聚合物如何在具有纳米级纹理特征的表面上与曲面展开是一种至关重要的是设计复杂的纳米级系统。我们使用分子动力学来模拟不同类型的聚合物，因为它们在具有单个纳米级凹槽的基板上铺展。我们研究沟槽设计如何影响基材的势能以及这使其如何控制聚合物传播和方向。基于我们的仿真，我们表明凹槽形状，聚合物化学和聚合物分子缠结是确定在纳米级凹槽上的聚合物的三个参数。我们提供了对潜在的物理机制的分子水平解释，我们通过设计对工程师指定的聚合物传播和覆盖范围的凹槽网络来说明这一基本理解。这项工作对纳米级系统和装置有影响，涉及具有超薄聚合物涂层的复杂槽网的设计，包括微型和纳米机电装置，纳米压印光刻，柔性电子，抗磁涂层和硬盘驱动器。

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