Molecular dynamics simulations of oxygen transport through a fully atomistic polyimide membrane

Macromolecules

Volumn 41, Issue 7, 2008, Pages 2711-2721

  Neyertz, Sylvie ^a   Brown, David ^a  

^a UNIVERSITÉ DE SAVOIE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BOUNDARY LAYERS; COULOMB INTERACTIONS; ELECTRON MOBILITY; ELECTRON TRANSPORT PROPERTIES; MOLECULAR DYNAMICS; SURFACE ROUGHNESS;

FREE-STANDING MEMBRANES; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; OXYGEN TRANSPORT; POLYMER INTERFACES;

POLYMERIC MEMBRANES;

EID: 42449125615     PISSN: 00249297     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma7026676     Document Type: Article

References (122)

1. Ohya, H.; Kudryavtsev, V. V.; Semenova, S. I. Polyimide Membranes - Applications, Fabrication and Properties; Kodansha Ltd.: Tokyo, 1996.
2. Paul, D. R.; Yampolskii, Y. P. Polymeric Gas Separation Membranes; CRC Press: Boca Raton, FL, 1994.
3. Polyimides: Fundamentals and Applications; Marcel Dekker: New York, 1996.
4. Yampolskii, Y.; Pinnau, I.; Freeman, B. D. Materials Science of Membranes; John Wiley & Sons Ltd.: Chichester, 2006.
5. Pinel, E.; Barthe, M.-F.; De Baerdemaeker, J.; Mercier, R.; Neyertz, S.; Albérola, N. D.; Bas, C. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2003, 41, 2998.
6. McHattie, J. S.; Koros, W. J.; Paul, D. R. Polymer 1991, 32, 2618.
7. Chen, K. M.; Wang, T. H.; King, J. S. J. Appl. Polym. Sci. 1993, 48, 291.
8. Pandey, P.; Chauhan, R. S. Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 853.
9. Joly, C.; Le Cerf, D.; Chappey, C.; Langevin, D.; Muller, G. Sep. Purif. Technol. 1999, 16, 47.
10. Recio, R.; Palacio, L.; Pradanos, P.; Hernandez, A.; Lozano, A. E.; Marcos, A.; De la Campa, J. G.; De Abajo, J. J. Membr. Sci. 2007, 293, 22.
11. O'Brien, K. C.; Koros, W. J.; Husk, G. R. Polym. Eng. Sci. 1987, 27 (3), 211.
12. Kawakami, H.; Mikawa, M.; Nagaoka, S. J. Membr. Sci. 1996, 118, 223.
13. Mensitieri, G.; Del Nobile, M. A.; Monetta, T.; Nicodemo, L.; Bellucci, F. J. Membr. Sci. 1994, 89, 131.
14. Shishatskii, A. M.; Yampolskii, Y. P.; Peinemann, K.-V. J. Membr. Sci. 1996, 112, 275.
15. Pfromm, P. H.; Koros, W. J. Polymer 1995, 36, 2379.
16. Huang, Y.; Paul, D. R. Polymer 2004, 45, 8377.
17. Kim, J. H.; Koros, W. J.; Paul, D. R. Polymer 2006, 47, 3094.
18. Allen, M. P.; Tildesley, D. J., Computer Simulation of Liquids; Clarendon Press: Oxford, England, 1987.
19. Smit, E.; Mulder, M. H. V.; Smolders, C. A.; Karrenbeld, H.; Van Eerden, J.; Feil, D. J. Membr. Sci. 1992, 73, 247.
20. Zhang, R.; Mattice, W. L. J. Membr. Sci. 1995, 108, 15.
21. Hofmann, D.; Ulbrich, J.; Fritsch, D.; Paul, D. Polymer 1996, 37, 4773.
22. Hofmann, D.; Frite, L.; Ulbrich, J.; Paul, D. Polymer 1997, 38, 6145.
23. Hofmann, D.; Fritz, L.; Ulbrich, J.; Paul, D. Comput. Theor. Polym. Sci. 2000, 10, 419.
24. Hofmann, D.; Fritz, L.; Ulbrich, J.; Schepers, C.; Böhning, M. Macromol. Theory Simul. 2000, 9, 293.
25. Heuchel, M.; Hofmann, D. Desalination 2002, 144, 67.
26. Heuchel, M.; Hofmann, D.; Pullumbi, P. Macromolecules 2004, 37, 201.
27. Neyertz, S.; Brown, D. Macromolecules 2004, 37, 10109.
28. Neyertz, S. Soft Mater. 2007, 4, 15.
29. Neyertz, S. Macromol. Theory Simul. 2007, 16, 513.
30. Neyertz, S.; Douanne, A.; Brown, D. Macromolecules 2005, 38, 10286.
31. Neyertz, S.; Douanne, A.; Brown, D. J. Membr. Sci. 2006, 280, 517.
32. Ten Brinke, G.; Ausserre, D.; Hadziioannou, G. J. Chem. Phys. 1988, 89, 4374.
33. Bitsanis, I.; Hadziioannou, G. J. Chem. Phys. 1990, 92, 3827.
34. Vacatello, M. Macromol. Theory Simul. 2001, 10, 187.
35. Kumar, S. K.; Vacatello, M.; Yoon, D. Y. Macromolecules 1990, 23, 2189.
36. Vacatello, M. Macromol. Theory Simul. 2002, 11, 53.
37. Mischler, C.; Baschnagel, J.; Binder, K. Adv. Colloid Interface Sci. 2001, 94, 197.
38. Mansfield, K. F.; Theodorou, D. N. Macromolecules 1991, 24, 4295.
39. Mansfield, K. F.; Theodorou, D. N. Macromolecules 1991, 24, 6283.
40. Pinel, E. Ph.D. Thesis, University of Savoie, France, 2001.
41. Bas, C.; Mercier, R.; Sanchez-Marcano, J.; Neyertz, S.; Albérola, N. D.; Pinel, E. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2005, 43, 2413.
42. Madden, W. G. J. Chem. Phys. 1987, 87 (2), 1405.
43. Mansfield, K. F.; Theodorou, D. N. Macromolecules 1990, 23, 4430.
44. Doruker, P.; Mattice, W. L. Macromolecules 1998, 31, 1418.
45. Ito, M.; Matsumoto, M.; Doi, M. Fluid Phase Equilib. 1998, 144, 395.
46. Natarajan, U.; Mattice, W. L. J. Membr. Sci. 1998, 146, 135.
47. Jang, J. H.; Mattice, W. L. Polymer 1999, 40, 4685.
48. Jang, J. H.; Ozisik, R.; Mattice, W. L. Macromolecules 2000, 33, 7663.
49. Torres, J. A.; Nealey, P. F.; De Pablo, J. J. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 3221.
50. Chang, J.; Han, J.; Yang, L.; Jaffe, R. L.; Yoon, D. Y. J. Chem. Phys. 2001, 115, 2831.
51. Jain, T. S.; De Pablo, J. J. Macromolecules 2002, 35, 2167.
52. Xu, G.; Mattice, W. L. J. Chem. Phys. 2002, 116, 2277.
53. Xu, G.; Mattice, W. L. J. Chem. Phys. 2003, 118, 5241.
54. Xu, G.; Lin, H.; Mattice, W. L. J. Chem. Phys. 2003, 119, 6736.
55. Ayyagari, C.; Bedrov, D. Polymer 2004, 45, 4549.
56. Ijantkar, A. S.; Natarajan, U. Polymer 2004, 45, 1373.
57. Kikuchi, H.; Fukura, M. KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe 2004, 57, 416.
58. Baljon, A. R. C.; Van Weert, M. H. M.; Barber DeGraaff, R.; Khare, R. Macromolecules 2005, 38, 2391.
59. Prathab, B.; Aminabhavi, T. M.; Parthasarathi, R.; Manikandan, P.; Subramanian, V. Polymer 2006, 47, 6914.
60. Pinel, E.; Brown, D.; Bas, C.; Mercier, R.; Albérola, N. D.; Neyertz, S. Macromolecules 2002, 35, 10198.
61. Fisher, J.; Lago, S. J. Chem. Phys. 1983, 78, 5750.
62. Ewald, P. P. Ann. Phys. 1921, 64, 253.
63. Smith, W. Comput. Phys. Commun. 1992, 67, 392.
64. Brown, D. The gmq User Manual Version 3: available at http://www.lmops.univ-savoie.fr/brown/gmq.html, 1999.
65. Brown, D.; Minoux, H.; Maigret, B. Comput. Phys. Commun. 1997, 103, 170.
66. Clancy, T. C.; Mattice, W. L. Comput. Theor. Polym. Sci. 1999, 9, 261.
67. Clancy, T. C.; Jang, J. H.; Dhinojwala, A.; Mattice, W. L. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11493.
68. Jang, J. H.; Mattice, W. L. Polymer 1999, 40, 1911.
69. Eilhard, J.; Zirkel, A.; Tschöp, W.; Hahn, O.; Kremer, K.; Schärpf, O.; Richter, D.; Buchenau, U. J. Chem. Phys. 1999, 110, 1819.
70. Queyroy, S. Ph.D. Thesis, University of Savoie, France, 2004.
71. Queyroy, S.; Neyertz, S.; Brown, D.; Müller-Plathe, F. Macromolecules 2004, 37, 7338.
72. Hess, B.; León, S.; Van der Vegt, N.; Kremer, K. Soft Matter 2006, 2, 409.
73. Harmandaris, V. A.; Adhikari, N. P.; Van der Vegt, N. F. A.; Kremer, K. Macromolecules 2006, 39, 6708.
74. Harmandaris, V. A.; Reith, D.; Van der Vegt, N. F.; Kremer, K. Macromol. Chem. Phys. 2007, 208, 2109.
75. Clancy, T. C. Polymer 2004, 45, 7001.
76. Kikuchi, H.; Kuwajima, S.; Fukuda, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 6258.
77. Kikuchi, H.; Kuwajima, S.; Fukuda, M. Chem. Phys. Lett. 2002, 358, 466.
78. Pinel, E.; Bas, C.; Neyertz, S.; Albérola, N. D.; Petiaud, R.; Mercier, R. Polymer 2002, 43, 1983.
79. Pinel, E.; Mercier, R.; Sanchez-Marcano, J. G.; Neyertz, S.; Albérola, N. D.; Bas, C. C. R. Chim. 2003, 6, 493.
80. Neyertz, S.; Brown, D. J. Chem. Phys. 2001, 115, 708.
81. Berendsen, H. J. C.; Postma, J. P. M.; Van Gunsteren, W. F.; DiNola, A.; Haak, J. R. J. Chem. Phys. 1984, 81, 3684.
82. Tsige, M.; Grest, G. S. Macromolecules 2004, 37, 4333.
83. Tsige, M.; Mattsson, T. R.; Grest, G. S. Macromolecules 2004, 37, 9132.
84. Doruker, P.; Mattice, W. L. Macromol. Theory Simul. 2001, 10, 363.
85. Ochoa, J. G. D.; Binder, K.; Paul, W. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, 2777.
86. Peter, S.; Meyer, H.; Baschnagel, J. J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Phys. 2006, 44, 2951.
87. Monta, H.; Tanaka, K.; Kajiyama, T.; Nishi, T.; Doi, M. Macromolecules 2006, 39, 6233.
88. Brown, D.; Clarke, J. H. R. Comput. Phys. Commun. 1991, 62, 360.
89. Widom, B. J. Chem. Phys. 1963, 39, 2808.
90. Müller-Plathe, F. Acta Polym. 1994, 45, 259.
91. Lin, H.; Wagner, E. V.; Freeman, B. D.; Toy, L. G.; Gupta, R. P. Science 2006, 311, 639.
92. Bos, A.; Pünt, I. G. M.; Wessling, M.; Strathmann, H. J. Membr. Sci. 1999, 155, 67.
93. Tanaka, K.; Kita, H.; Okano, M.; Okamoto, K. I. Polymer 1992, 33, 585.
94. Tanaka, K.; Osada, Y.; Kita, H.; Okamoto, K.-I. J. Polym. Sci.: Part B: Polym. Physics 1995, 33, 1907.
95. Coleman, M. R.; Koros, W. J. J. Membr. Sci. 1990, 50, 285.
96. Ayala, D.; Lozano, A. E.; De Abajo, J.; García-Perez, C.; De la Campa, J. G.; Peinemann, K.-V.; Freeman, B. D.; Prabhakar, R. J. Membr. Sci. 2003, 215, 61.
97. Saiz, E.; Gonzalez, M. M. L.; Riande, E.; Guzman, J.; Compan, V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 2862.
98. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics 1996, 14, 33.
99. Haile, J. M. Molecular Dynamics Simulation: Elementary Methods; Wiley: New York, 1992.
100. Helfand, E.; Tagami, Y. J. Chem. Phys. 1972, 56, 3592.
101. Helfand, E.; Tagami, Y. J. Chem. Phys. 1972, 57, 1812.
102. Smith, K. A.; Vladkov, M.; Barrat, J.-L. Macromolecules 2005, 38, 571.
103. Izumisawa, S.; Jhon, M. S. J. Chem. Phys. 2002, 117, 3972.
104. Alcoutlabi, M.; McKenna, G. B. J. Phys.: Condens. Matter 2005, 17, R461.
105. Barbier, D.; Brown, D.; Grillet, A.-C.; Neyertz, S. Macromolecules 2004, 37, 4695.
106. Gusev, A. A.; Müller-Plathe, F.; van Gunsteren, W. F.; Suter, U. W. Adv. Polym. Sci. 1994, 116, 207.
107. Gusev, A. A.; Suter, U. W.; Moll, D. J. Macromolecules 1995, 28, 2582.
108. Van der Vegt, N. F. A.; Briels, W. J.; Wessling, M.; Strathmann, H. J. Chem. Phys. 1996, 105, 8849.
109. Thompson, A. P.; Ford, D. M.; Heffelfinger, G. S. J. Chem. Phys. 1998, 109, 6406.
110. Thompson, A. P.; Heffelfinger, G. S. J. Chem. Phys. 1999, 110, 10693.
111. Gusev, A. A.; Arizzi, S.; Suter, U. W.; Moll, D. J. J. Chem. Phys. 1993, 99, 2221.
112. Gusev, A. A.; Suter, U. W. J. Chem. Phys. 1993, 99, 2228.
113. Tepper, H. L.; Briels, W. J. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9464.
114. Tsige, M.; Grest, G. S. J. Chem. Phys. 2004, 120, 2989.
115. Krishna, R.; Wesselingh, J. A. Chem. Eng. Sci. 1997, 52, 861.
116. Crank, J. C. The Mathematics of Diffusion, 2nd ed.; Oxford University Press: Oxford, 1979.
117. Küntz, M.; Lavallée, P. J. Phys. D: Appl. Phys. 2004, 37, L5.
118. Küntz, M.; Lavallée, P. J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, 36, 1135.
119. Yamamoto, H.; Mi, Y.; Stern, S. A.; St-Clair, A. K. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 1990, 28, 2291.
120. Jia, L.; Xu, J. Polym. J. 1991, 23, 417.
121. Stern, S. A. J. Membr. Sci. 1994, 94, 1.
122. Li, Y.; Ding, M.; Xu, J. Macromol. Chem. Phys. 1997, 198, 2769.