Density functional theory for predicting polymeric forces against surface fouling

Soft Matter

Volumn 6, Issue 19, 2010, Pages 4631-4646

  Xu, Xiaofei ^a   Cao, Dapeng ^a   Wu, Jianzhong ^b  

^a BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY   (China)

^b University of California Riverside   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANTIFOULING; AQUEOUS ENVIRONMENT; BIOLOGICAL SUBSTANCE; BIOMEDICAL DEVICES; COATING MATERIAL; COULOMB FORCES; DESIGN AND DEVELOPMENT; ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY; EXCLUDED VOLUME EFFECTS; FOULING CONTROL; INDUCED PHASE TRANSITION; MEDIATED INTERACTION; MOLECULAR CORRELATIONS; NONSPECIFIC ADSORPTION; POLYMER BRUSHES; POLYMER DENSITIES; POLYMER NANOCOMPOSITE; POLYMERIC MATERIAL; POLYMERIC SUBSTRATE; POLYMERIC SYSTEMS; SELF-ORGANIZATIONS; SURFACE FORCES; SURFACE FOULING; VAN DER WAALS ATTRACTION;

ADSORPTION; BIOLOGICAL MATERIALS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FUNCTIONAL POLYMERS; NANOCOMPOSITES; PHASE TRANSITIONS; PROTECTIVE COATINGS; SURFACE PROPERTIES; VAN DER WAALS FORCES;

POLYMERS;

EID: 77956910428     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c0sm00034e     Document Type: Review

References (161)

1. D. G. Castner B. D. Ratner Surf. Sci. 2002 500 28
2. S. Krishnan C. J. Weinman C. K. Ober J. Mater. Chem. 2008 18 3405
3. H. C. Flemming Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002 59 629
4. D. Klee H. Hocker Biomedical Applications: Polymer Blends 1999 149 1
5. M. R. Nejadnik H. C. van der Mei W. Norde H. J. Busscher Biomaterials 2008 29 4117
6. V. Sambhy M. M. MacBride B. R. Peterson A. Sen J. Am. Chem. Soc. 2006 128 9798
7. C. Bressy A. Margaillan Prog. Org. Coat. 2009 66 400
8. K. C. Khulbe C. Feng T. Matsuura J. Appl. Polym. Sci. 2010 115 855
9. C. M. Grozea G. C. Walker Soft Matter 2009 5 4088
10. D. M. Yebra S. Kiil K. Dam-Johansen Prog. Org. Coat. 2004 50 75
11. N. Fusetani Nat. Prod. Rep. 2004 21 94
12. A. S. Clare Biofouling 1996 9 211
13. G. G. Geesey, Z. Lewandowski, and H.-C. Flemming, ' Biofouling and biocorrosion in industrial water systems ', Lewis Publishers, 1994
14. M. Fletcher, ' Bacterial adhesion: molecular and ecological diversity ', Wiley, 1996
15. T. H. Bae I. C. Kim T. M. Tak J. Membr. Sci. 2006 275 1
16. P. Asuri S. S. Karajanagi R. S. Kane J. S. Dordick Small 2007 3 50
17. M. P. Sun Y. L. Su C. X. Mu Z. Y. Jiang Ind. Eng. Chem. Res. 2010 49 790
18. K. C. Anyaogu A. V. Fedorov D. C. Neckers Langmuir 2008 24 4340
19. W. M. de Vos F. A. M. Leermakers A. de Keizer I. M. Kleijn M. A. C. Stuart Macromolecules 2009 42 5881
20. P. G. de Gennes, ' Scaling concepts in polymer physics ', Cornell University Press, 1979
21. G. H. Fredrickson, ' The equilibrium theory of inhomogeneous polymers ', Oxford University Press, 2006
22. K. S. Schweizer J. G. Curro Advances in Chemical Physics 1997 98 1
23. J. Z. Wu Z. D. Li Annu. Rev. Phys. Chem. 2007 58 85
24. P. Hohenberg W. Kohn Phys. Rev. 1964 136 B864
25. N. D. Mermin Phys. Rev. 1965 137 1441
26. R. Evans Adv. Phys. 1979 28 143
27. R. G. Parr and W. Yang, ' Density-functional theory of atoms and molecules ', Oxford University Press, 1989
28. R. Evans, in ' Density functionals in the theory of nonuniform fluids ', ed., D. Henderson,, New York, 1992
29. D. W. Oxtoby Annu. Rev. Mater. Res. 2002 32 39
30. J. Z. Wu AIChE J. 2006 52 1169
31. J. Z. Wu, in ' Density Functional Theory Tor Liquid Structure and Thermodynamics ', Berlin, 2009
32. Y. X. Yu J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2003 118 3835
33. D. Chandler J. D. McCoy S. J. Singer J. Chem. Phys. 1986 85 5977
34. D. Chandler J. D. McCoy S. J. Singer J. Chem. Phys. 1986 85 5971
35. C. E. Woodward J. Chem. Phys. 1991 94 3183
36. C. E. Woodward A. Yethiraj J. Chem. Phys. 1994 100 3181
37. C. E. Woodward J. Forsman J. Chem. Phys. 2008 129 054902
38. X. F. Xu D. P. Cao X. R. Zhang W. C. Wang Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2009 79 021805
39. A. Yethiraj C. E. Woodward J. Chem. Phys. 1995 102 5499
40. D. P. Cao T. Jiang J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2006 124 164904
41. L. S. Cheng D. P. Cao J. Chem. Phys. 2008 128 074902
42. L. S. Cheng D. P. Cao J. Phys. Chem. B 2007 111 10775
43. S. Tripathi W. G. Chapman Phys. Rev. Lett. 2005 94 087801
44. S. Tripathi W. G. Chapman J. Chem. Phys. 2005 122 094506
45. S. Jain A. Dominik W. G. Chapman J. Chem. Phys. 2007 127 244904
46. W. G. Chapman G. Jackson K. E. Gubbins Mol. Phys. 1988 65 1057
47. G. Jackson W. G. Chapman K. E. Gubbins Mol. Phys. 1988 65 1
48. J. P. Hansen and I. R. McDonald, ' Theory of simple liquids ', Academic Press, 1990
49. D. Leckband J. Israelachvili Q. Rev. Biophys. 2001 34 105
50. T. Jiang Z. G. Wang J. Z. Wu Biophys. J. 2009 96 3065
51. Z. D. Li J. Z. Wu Z. G. Wang Biophys. J. 2008 94 737
52. P. G. Degennes Macromolecules 1980 13 1069
53. S. T. Milner T. A. Witten M. E. Cates Macromolecules 1988 21 2610
54. T. Cosgrove T. Heath B. Vanlent F. Leermakers J. Scheutjens Macromolecules 1987 20 1692
55. S. C. Kim S. H. Suh B. S. Seong J. Chem. Phys. 2007 127 114903
56. T. Cosgrove T. G. Heath K. Ryan T. L. Crowley Macromolecules 1987 20 2879
57. J. C. Marshall T. Cosgrove F. Leermakers T. M. Obey C. A. Dreiss Langmuir 2004 20 4480
58. M. Murat G. S. Grest Macromolecules 1989 22 4054
59. K. Binder Eur. Phys. J. E 2002 9 293
60. J. U. Kim M. W. Matsen Macromolecules 2008 41 246
61. P. G. de Gennes Adv. Colloid Interface Sci. 1987 27 189
62. I. Szleifer Biophys. J. 1997 72 595
63. B. M. Steels J. Koska C. A. Haynes J. Chromatogr., B: Biomed. Sci. Appl. 2000 743 41
64. D. Trombly V. Ganesan J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2009 47 2566
65. H. J. Taunton C. Toprakcioglu L. J. Fetters J. Klein Nature 1988 332 712
66. T. Drobek N. D. Spencer M. Heuberger Macromolecules 2005 38 5254
67. F. Fang I. Szleifer Langmuir 2002 18 5497
68. P. M. Konig R. Roth K. R. Mecke Phys. Rev. Lett. 2004 93
69. J. Satulovsky M. A. Carignano I. Szleifer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 9037
70. M. Borowko W. Rzysko S. Sokalowski T. Staszewski J. Phys. Chem. B 2009 113 4763
71. M. Borowko W. Rzysko S. Sokolowski T. Staszewski J. Chem. Phys. 2007 126 214703
72. J. F. Hester P. Banerjee Y. Y. Won A. Akthakul M. H. Acar A. M. Mayes Macromolecules 2002 35 7652
73. S. Krishnan R. Ayothi A. Hexemer J. A. Finlay K. E. Sohn R. Perry C. K. Ober E. J. Kramer M. E. Callow J. A. Callow D. A. Fischer Langmuir 2006 22 5075
74. R. Sheparovych M. Motornov S. Minko Langmuir 2008 24 13828
75. J. Valle S. Da Re N. Henry T. Fontaine D. Balestrino P. Latour-Lambert J. M. Ghigo Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 12558
76. X. F. Xu D. P. Cao J. Chem. Phys. 2009 130 164901
77. M. Muller L. G. MacDowell Europhys. Lett. 2001 55 221
78. O. Pizio A. Patrykiejew S. Sokolowski J. Phys. Chem. C 2007 111 15743
79. L. Zhou Y. Q. Ma J. Phys.: Condens. Matter 2008 20 095006
80. S. Jain V. V. Ginzburg P. Jog J. Weinhold R. Srivastava W. G. Chapman J. Chem. Phys. 2009 131 044908
81. S. A. Egorov J. Chem. Phys. 2008 129 064901
82. G. Kritikos A. F. Terzis Polymer 2008 49 3601
83. T. M. Birshtein P. A. Lakovlev V. M. Arnoskov F. A. M. Leermakers E. B. Zhulina O. V. Borisov Macromolecules 2008 41 478
84. D. I. Dimitrov A. Milchev K. Binder D. W. Heermann Macromol. Theory Simul. 2006 15 573
85. E. B. Zhulina T. M. Birshtein O. V. Borisov Eur. Phys. J. E 2006 20 243
86. M. Ballauff O. Borisov Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2006 11 316
87. M. Manghi M. Aubouy C. Gay C. Ligoure Eur. Phys. J. E 2001 5 519
88. A. L. Frischknecht J. Chem. Phys. 2008 128 224902
89. N. Patel S. A. Egorov J. Am. Chem. Soc. 2005 127 14124
90. D. J. Dyer Adv. Funct. Mater. 2003 13 667
91. B. D. Gates Q. B. Xu M. Stewart D. Ryan C. G. Willson G. M. Whitesides Chem. Rev. 2005 105 1171
92. L. Ionov V. Bocharova S. Diez Soft Matter 2009 5 67
93. S. K. Nath P. F. Nealey J. J. de Pablo J. Chem. Phys. 1999 110 7483
94. C. Seok K. F. Freed I. Szleifer J. Chem. Phys. 2000 112 6443
95. C. Seok K. F. Freed I. Szleifer J. Chem. Phys. 2000 112 6452
96. H. Y. Chen Z. C. Ye C. J. Peng H. L. Liu Y. Hu J. Chem. Phys. 2006 125 204708
97. Y. Tran P. Auroy L. T. Lee M. Stamm Phys. Rev. E: Stat. Phys., Plasmas, Fluids, Relat. Interdiscip. Top. 1999 60 6984
98. P. Pincus Macromolecules 1991 24 2912
99. T. Jiang Z. D. Li J. Z. Wu Macromolecules 2007 40 334
100. T. Jiang J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2008 129 084903
101. T. Jiang J. Z. Wu J. Phys. Chem. B 2008 112 7713
102. R. Ni D. P. Cao W. C. Wang A. Jusufi Macromolecules 2008 41 5477
103. T. Jiang Z. D. Li J. Z. Wu Macromolecules 2007 40 334
104. S. Block C. A. Helm J. Phys. Chem. B 2008 112 9318
105. L. A. Utracki M. Sepehr E. Boccaleri Polym. Adv. Technol. 2007 18 1
106. R. Nigmatullin F. Gao V. Konovalova J. Mater. Sci. 2008 43 5728
107. H. Sawada Prog. Polym. Sci. 2007 32 509
108. R. Shenhar T. B. Norsten V. M. Rotello Adv. Mater. 2005 17 657
109. Z. D. Li J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2007 126 144904
110. J. Forsman C. E. Woodward J. Chem. Phys. 2009 131 044903
111. E. Eiser J. Klein T. A. Witten L. J. Fetters Phys. Rev. Lett. 1999 82 5076
112. E. Zhulina C. Singh A. C. Balazs Langmuir 1999 15 3935
113. D. P. Cao J. Z. Wu Langmuir 2006 22 2712
114. C. E. Woodward J. Forsman Macromolecules 2004 37 7034
115. M. Turesson J. Forsman T. Akesson Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2007 76 021801
116. J. Forsman C. E. Woodward B. C. Freasier J. Chem. Phys. 2003 118 7672
117. P. Bryk S. Sokolowski J. Chem. Phys. 2004 120 8299
118. C. E. Woodward J. Forsman Macromolecules 2009 42 7563
119. J. Z. Jin J. Z. Wu A. L. Frischknecht Macromolecules 2009 42 7537
120. J. H. Jin J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2008 128 074901
121. E. S. McGarrity A. L. Frischknecht M. E. Mackay J. Chem. Phys. 2008 128 154904
122. Q. Wang Journal of Chemical Physics 2007 126
123. D. P. Cao J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2007 126 144912
124. S. Nordholm M. Johnson B. C. Freasier Australian Journal of Chemistry 1980 33 2139
125. E. Kierlik M. L. Rosinberg J. Chem. Phys. 1994 100 1716
126. P. Tarazona J. A. Cuesta Y. Martinez-Raton Lect. Notes Phys. 2008 753 247
127. A. Yethiraj J. Chem. Phys. 1998 109 3269
128. J. Forsman C. E. Woodward J. Chem. Phys. 2003 119 1889
129. J. Forsman C. E. Woodward Macromolecules 2006 39 1261
130. J. Forsman C. E. Woodward Macromolecules 2006 39 1269
131. C. E. Woodward J. Forsman Phys. Rev. Lett. 2008 100 098301
132. C. E. Woodward J. Forsman Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2006 74 010801
133. R. Roth J. Phys.: Condens. Matter 2010 22 063102
134. Y. Rosenfeld Phys. Rev. Lett. 1989 63 980
135. R. Roth R. Evans A. Lang G. Kahl J. Phys.: Condens. Matter 2002 14 12063
136. Y. X. Yu J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2002 117 10156
137. H. Hansen-Goos K. Mecke Phys. Rev. Lett. 2009 102 018302
138. Y. X. Yu J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2002 117 2368
139. M. S. Wertheim J. Chem. Phys. 1987 87 7323
140. D. P. Cao J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2004 121 4210
141. D. P. Cao J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2005 122 194703
142. D. P. Cao J. Z. Wu Macromolecules 2005 38 971
143. D. P. Cao L. S. Cheng W. C. Wang Chin. Phys. 2007 16 2296
144. X. F. Xu D. P. Cao W. C. Wang J. Phys.: Condens. Matter 2008 20 425221
145. T. Jiang J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2008 129 084903
146. Z. D. Li J. Z. Wu J. Phys. Chem. B 2006 110 7473
147. Z. D. Li J. Z. Wu Phys. Rev. Lett. 2006 96 048302
148. X. F. Xu D. P. Cao J. Chem. Phys. 2009 131 054901
149. P. Bryk O. Pizio S. Sokolowski J. Chem. Phys. 2005 122 194904
150. P. Bryk S. Sokolowski J. Chem. Phys. 2004 121 11314
151. P. Bryk K. Bucior S. Sokolowski G. Zukocinski J. Phys. Chem. B 2005 109 2977
152. D. P. Cao M. H. Zhu W. C. Wang J. Phys. Chem. B 2006 110 21882
153. D. P. Cao J. Z. Wu Langmuir 2005 21 9786
154. Y. X. Yu J. Z. Wu J. Chem. Phys. 2002 116 7094
155. Y. Zhou G. Stell J. Chem. Phys. 1992 96 1504
156. A. Malijevsky P. Bryk S. Sokolowski Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2005 72 032801
157. Y. P. Tang J. Z. Wu Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2004 70 011201
158. C. N. Patra R. Chang A. Yethiraj J. Phys. Chem. B 2004 108 9126
159. L. Blum Mol. Phys. 1975 30 1529
160. J. P. Simonin L. Blum P. Turq J. Phys. Chem. 1996 100 7704
161. A. N. Semenov Macromolecules 1992 25 4967