Surface corrugation effects on the water-graphene interfacial and confinement behavior

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 117, Issue 45, 2013, Pages 23875-23886

  Chialvo, Ariel A ^a   Vlcek, Lukas ^a   Cummings, Peter T ^b  

^a OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDRATION FREE ENERGIES; ISOBARIC THERMAL EXPANSIVITIES; ISOBARIC-ISOTHERMAL; ISOTHERMAL COMPRESSIBILITY; MOLECULAR SIMULATIONS; SURFACE CORRUGATIONS; SURFACE INTERACTIONS; THERMODYNAMIC RESPONSE FUNCTIONS;

ISOTHERMS;

GRAPHENE;

EID: 84887956352     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp408893b     Document Type: Article

References (126)

1. Stillinger, F. H. J. Solution Chem. 1973, 2, 141
2. Lum, K.; Chandler, D.; Weeks, J. D. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4570
3. Maibaum, L.; Chandler, D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1189
4. Werder, T.; Walther, J. H.; Jaffe, R. L.; Halicioglu, T.; Koumoutsakos, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1345
5. Leng, Y. S.; Cummings, P. T. J. Chem. Phys. 2006, 124
6. Zangi, R.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 8634
7. Castrillon, S. R. V.; Giovambattista, N.; Aksay, I. A.; Debenedetti, P. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 1438
8. Choudhury, N.; Pettitt, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4847
9. Hua, L.; Zangi, R.; Berne, B. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5244
10. Eun, C.; Berkowitz, M. L. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13222
11. Bauer, B. A.; Ou, S. C.; Patel, S.; Siva, K. Phys. Rev. E 2012, 85, 051506
12. Striolo, A. Adsorpt. Sci. Technol. 2011, 29, 211
13. Du, Q.; Freysz, E.; Shen, Y. R. Science 1994, 264, 826
14. Luna, M.; Colchero, J.; Baro, A. M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9576
15. Bellissent-Funel, M. C. Eur. Phys. J. E 2003, 12, 83
16. Schwendel, D.; Hayashi, T.; Dahint, R.; Pertsin, A.; Grunze, M.; Steitz, R.; Schreiber, F. Langmuir 2003, 19, 2284
17. Hopkins, A. J.; McFearin, C. L.; Richmond, G. L. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2005, 9, 19
18. Pareek, A.; Torrelles, X.; Angermund, K.; Rius, J.; Magdans, U.; Gies, H. Langmuir 2008, 24, 2459
19. Kimmel, G. A.; Matthiesen, J.; Baer, M.; Mundy, C. J.; Petrik, N. G.; Smith, R. S.; Dohnalek, Z.; Kay, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12838
20. Nicholson, D.; Parsonage, N. G. Computer simulation and the statistical mechanics of adsorption; Academic Press: New York, 1982.
21. Ben-Naim, A. Molecular Theory of Solutions; Oxford University Press: Oxford, 2006.
22. Michot, L. J.; Villieras, F.; Francois, M.; Bihannic, I.; Pelletier, M.; Cases, J. M. C. R. Geosci. 2002, 334, 611
23. Ball, P. Chem. Rev. 2008, 108, 74
24. Argyris, D.; Cole, D. R.; Striolo, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19591
25. Castrillon, S. R. V.; Giovambattista, N.; Aksay, I. A.; Debenedetti, P. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 7973
26. Chialvo, A. A.; Vlcek, L.; Cole, D. R. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 13904
27. Huang, X.; Margulis, C. J.; Berne, B. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 11953
28. Truskett, T. M.; Debenedetti, P. G.; Torquato, S. J. Chem. Phys. 2001, 114, 2401
29. Bratko, D.; Curtis, R. A.; Blanch, H. W.; Prausnitz, J. M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3873
30. Eun, C.; Berkowitz, M. L. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13410
31. Giovambattista, N.; Rossky, P. J.; Debenedetti, P. G. Phys. Rev. E 2006, 73, 041604
32. Striolo, A.; Chialvo, A. A.; Cummings, P. T.; Gubbins, K. E. Langmuir 2003, 19, 8583
33. Giovambattista, N.; Debenedetti, P. G.; Rossky, P. J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1323
34. Eun, C.; Berkowitz, M. L. J. Chem. Phys. 2012, 136, 024501
35. Li, J. Y.; Liu, T.; Li, X.; Ye, L.; Chen, H. J.; Fang, H. P.; Wu, Z. H.; Zhou, R. H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13639
36. Gordillo, M. C.; Marti, J. Chem. Phys. Lett. 2000, 329, 341
37. Cicero, G.; Grossman, J. C.; Schwegler, E.; Gygi, F.; Galli, G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1871
38. Mikami, F.; Matsuda, K.; Kataura, H.; Maniwa, Y. ACS Nano 2009, 3, 1279
39. Farimani, A. B.; Aluru, N. R. J. Phys. Chem. B 2011, 115, 12145
40. Striolo, A.; Chialvo, A. A.; Cummings, P. T.; Gubbins, K. E. J. Chem. Phys. 2006, 124, 074710
41. Habenicht, B. F.; Paddison, S. J.; Tuckerman, M. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 8728
42. Godawat, R.; Jamadagni, S. N.; Garde, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 15119
43. Werder, T.; Walther, J. H.; Jaffe, R. L.; Halicioglu, T.; Noca, F.; Koumoutsakos, P. Nano Lett. 2001, 1, 697
44. Leroy, F.; Müller-Plathe, F. Langmuir 2011, 27, 637
45. Daub, C. D.; Wang, J. H.; Kudesia, S.; Bratko, D.; Luzar, A. Faraday Discuss. 2010, 146, 67
46. Giovambattista, N.; Debenedetti, P. G.; Rossky, P. J. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 9581
47. Chai, J. C.; Liu, S. Y.; Yang, X. N. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 9078
48. Jensen, M. O.; Mouritsen, O. G.; Peters, G. H. J. Chem. Phys. 2004, 120, 9729
49. Li, H.; Zeng, X. C. ACS Nano 2012, 6, 2401
50. Ohler, B.; Langel, W. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 10189
51. Solc, R.; Gerzabek, M. H.; Lischka, H.; Tunega, D. Geoderma 2011, 169, 47
52. Joly, L.; Ybert, C.; Bocquet, L. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 046191
53. Choi, C. H.; Kim, C. J. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 066001
54. Xu, W.; Choi, C.-H. Phys. Rev. Lett. 2012, 109, 024504
55. Wong, T. S.; Ho, C. M. Langmuir 2009, 25, 12851
56. Dorrer, C.; Ruhe, J. Soft Matter 2009, 5, 51
57. Yan, Y. Y.; Gao, N.; Barthlott, W. Adv. Colloid Interface Sci. 2011, 169, 80
58. Rowlinson, J. S.; Widom, B. Molecular Theory of Capillarity; Oxford University Press: New York, 1982.
59. Nosonovsky, M. Langmuir 2007, 23, 9919
60. Granick, S.; Bae, S. C. Science 2008, 322, 1477
61. Mittal, J.; Hummer, G. Faraday Discuss. 2010, 146, 341
62. Lundgren, M.; Allan, N. L.; Cosgrove, T. Langmuir 2007, 23, 1187
63. Young, T. Philos. Trans. R. Soc. London 1805, 95, 65
64. Wenzel, R. N. Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988
65. Cassie, A. B. D.; Baxter, S. Trans. Faraday Soc. 1944, 40, 546
66. Gao, L. C.; McCarthy, T. J. Langmuir 2007, 23, 3762
67. Bormashenko, E. Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects 2008, 324, 47
68. Marmur, A.; Bittoun, E. Langmuir 2009, 25, 1277
69. Bormashenko, E. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17275
70. Milne, A. J. B.; Amirfazli, A. Adv. Colloid Interface Sci. 2012, 170, 48
71. Gao, L. C.; McCarthy, T. J. Langmuir 2009, 25, 14105
72. Gao, L. C.; McCarthy, T. J. Langmuir 2009, 25, 7249
73. McHale, G. Langmuir 2007, 23, 8200
74. Panchagnula, M. V.; Vedantam, S. Langmuir 2007, 23, 13242
75. Grzelak, E. M.; Errington, J. R. Langmuir 2010, 26, 13297
76. Kumar, V.; Sridhar, S.; Errington, J. R. J. Chem. Phys. 2011, 135, 184702
77. Leroy, F.; Muller-Plathe, F. J. Chem. Phys. 2010, 133, 044110
78. Leroy, F.; Müller-Plathe, F. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 3724
79. Ritchie, J. A.; Yazdi, J. S.; Bratko, D.; Luzar, A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8634
80. Rafiee, J.; Rafiee, M. A.; Yu, Z. Z.; Koratkar, N. Adv. Mater. 2010, 22, 2151
81. Shin, Y. J.; Wang, Y. Y.; Huang, H.; Kalon, G.; Wee, A. T. S.; Shen, Z. X.; Bhatia, C. S.; Yang, H. Langmuir 2010, 26, 3798
82. Zhang, X. Q.; Wan, S. H.; Pu, J. B.; Wang, L. P.; Liu, X. Q. J. Mater. Chem. 2011, 21, 12251
83. Ben-Naim, A. Solvation Thermodynamics; Plenum Press: New York, 1987.
84. Ben-Naim, A. Hydrophobic Interactions; Plenum Press: New York, 1980.
85. Watanabe, K.; Andersen, H. C. J. Phys. Chem. 1986, 90, 795
86. Trzesniak, D.; Kunz, A. P. E.; van Gunsteren, W. F. ChemPhysChem 2007, 8, 162
87. Nose, S. J. Phys. Soc. Jpn. 2001, 70, 75
88. Okumura, H.; Itoh, S. G.; Okamoto, Y. J. Chem. Phys. 2007, 126, 084103
89. Berendsen, H. J. C.; Grigera, J. R.; Straatsma, T. P. J. Phys. Chem. 1987, 91, 6269
90. Steele, W. A. Surf. Sci. 1973, 36, 317
91. Striolo, A.; Gubbins, K. E.; Chialvo, A. A.; Cummings, P. T. Mol. Phys. 2004, 102, 243
92. Chialvo, A. A.; Cummings, P. T. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 5918
93. Gordillo, M. C.; Marti, J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 4583
94. Meyer, J. C.; Geim, A. K.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Booth, T. J.; Roth, S. Nature 2007, 446, 60
95. Brey, L.; Palacios, J. J. Phys. Rev. B 2008, 77, 195428
96. Meyer, J. C.; Geim, A. K.; Katsnelson, M. I.; Novoselov, K. S.; Obergfell, D.; Roth, S.; Girit, C.; Zettl, A. Solid State Commun. 2007, 143, 101
97. Ishigami, M.; Chen, J. H.; Cullen, W. G.; Fuhrer, M. S.; Williams, E. D. Nano Lett. 2007, 7, 1643
98. Guardia, E.; Rey, R.; Padro, J. A. Mol. Simul. 1992, 9, 201
99. Chialvo, A. A.; Cummings, P. T.; Cochran, H. D.; Simonson, J. M.; Mesmer, R. E. J. Chem. Phys. 1995, 103, 9379
100. Chudley, C. T.; Elliott, R. J. Proc. Phys. Soc. London 1961, 77, 353
101. Feeney, M.; Brown, C.; Tsai, A.; Neumann, D.; Debenedetti, P. G. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7799
102. Kohlrausch, R. Ann. Phys. Chem. 1854, 91, 56
103. Berberan-Santos, M. N.; Bodunov, E. N.; Valeur, B. Chem. Phys. 2005, 315, 171
104. Abramowitz, M.; Stegun, I. A. Handbook of Mathernatical Functions; Dover: New York, 1965.
105. Chandler, D. Introduction to Modern Statistical Mechanics; Oxford University Press: New York, 1987.
106. Jorgensen, W. L. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 184
107. Chialvo, A. A.; Gruszkiewicz, M. S.; Cole, D. R. J. Chem. Eng. Data 2010, 55, 1828
108. Ash, S. G.; Everett, D. H.; Radke, C. J. Chem. Soc., Faraday Trans. II 1973, 69, 1256
109. Chialvo, A. A.; Cummings, P. T.; Simonson, J. M. J. Chem. Phys. 2000, 113, 8093
110. Bonn, D.; Eggers, J.; Indekeu, J.; Meunier, J.; Rolley, E. Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 739
111. Israelachvili, J. Intermolecular & Surface Forces; Academic Press: London, 1992.
112. Egelstaff, P. A. An Introduction to the Liquid State, 2 nd ed.; Clarendon Press: Oxford, 1994.
113. Zanotti, J. M.; Bellissent-Funel, M. C.; Chen, S. H. Phys. Rev. E 1999, 59, 3084
114. Tironi, I. G.; Vangunsteren, W. F. Mol. Phys. 1994, 83, 381
115. Sharma, S.; Debenedetti, P. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 4365
116. Motakabbir, K. A.; Berkowitz, M. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8359
117. Glättli, A.; Daura, X.; van Gunsteren, W. F. J. Chem. Phys. 2002, 116, 9811
118. Baez, L. A.; Clancy, P. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9837
119. Giovambattista, N.; Rossky, P. J.; Debenedetti, P. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 13723
120. Xu, S.; Scherer, G. W.; Mahadevan, T. S.; Garofalini, S. H. Langmuir 2009, 25, 5076
121. Futamura, R.; Iiyama, T.; Hamasaki, A.; Ozeki, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 981
122. Iiyama, T. Personal communication by email on May 8, 2013.
123. NIST. NIST Webbook; NIST: Maryland, 2013.
124. Beckstein, O.; Sansom, M. S. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 7063
125. Privman, V.; Fisher, M. E. J. Stat. Phys. 1983, 33, 385
126. Peterson, B. K.; Gubbins, K. E.; Heffelfinger, G. S.; Marconi, U. M. B.; van Swol, F. J. Chem. Phys. 1988, 88, 6487