Molecular dynamics of cellulose amphiphilicity at the graphene-water interface

Biomacromolecules

Volumn 16, Issue 6, 2015, Pages 1771-1783

  Alqus, Rasha ^a   Eichhorn, Stephen J ^b   Bryce, Richard A ^a  

^a UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

^b UNIVERSITY OF EXETER   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHAINS; GRAPHENE; HYDROGEN BONDS; HYDROPHILICITY; HYDROPHOBICITY; INTERFACES (MATERIALS); MOLECULAR DYNAMICS; PERMEATION; SOLVENTS;

AQUEOUS SOLVENTS; CELLULOSE MATERIALS; HYDROPHOBIC AND HYDROPHILIC; HYDROPHOBIC INTERFACE; HYDROXYMETHYL GROUPS; INTERCHAIN HYDROGEN BONDS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS; PERMEATION OF WATERS;

CELLULOSE;

CELLULOSE; GRAPHENE; WATER; GRAPHITE; SURFACTANT;

ADHESION; ARTICLE; CHEMICAL INTERACTION; HYDRATION; HYDROGEN BOND; MOLECULAR DYNAMICS; PRIORITY JOURNAL; SIMULATION; CHEMICAL PHENOMENA; CHEMISTRY;

CELLULOSE; GRAPHITE; HYDROPHOBIC AND HYDROPHILIC INTERACTIONS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; SURFACE-ACTIVE AGENTS;

EID: 84930939005     PISSN: 15257797     EISSN: 15264602     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.biomac.5b00307     Document Type: Article

References (61)

1. Klemm, D.; Philipp, B.; Heinze, T.; Heinze, U.; Wagenknecht, W. Comprehensive Cellulose Chemistry: General Principles and Analytical Methods; Wiley-VCH: Weinheim, 1998.
2. Lindman, B.; Karlstrom, G.; Stigsson, L. J. Mol. Liq. 2010, 156, 76-81
3. Glasser, W.; Atalla, R.; Blackwell, J.; Malcolm Brown, R., Jr.; Burchard, W.; French, A.; Klemm, D.; Nishiyama, Y. Cellulose 2012, 19, 589-598
4. Tavagnacco, L.; Engstrom, O.; Schnupf, U.; Saboungi, M.-L.; Himmel, M.; Widmalm, G.; Cesaro, A.; Brady, J. W. J. Phys. Chem. B 2012, 116, 11701-11711
5. French, A. D.; Concha, M.; Dowd, M. K.; Stevens, E. D. Cellulose 2014, 21, 1051-1063
6. Bergenstrahle, M.; Wohlert, J.; Himmel, M. E.; Brady, J. W. Carbohydr. Res. 2010, 345, 2060-2066
7. Southall, N. T.; Dill, K. A.; Haymet, A. D. J. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 521-533
8. Lakshmi, T. S.; Nandi, P. K. J. Chromatogr. A 1976, 116, 177-179
9. Kim, O.-K.; Je, J.; Baldwin, J. W.; Kooi, S.; Pehrsson, P. E.; Buckley, L. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4426-4427
10. Bohn, A.; Fink, H.-P.; Ganster, J.; Pinnow, M. Macromol. Chem. Phys. 2000, 201, 1913-1921
11. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306, 666-669
12. Rasool, H. I.; Ophus, C.; Klug, W. S.; Zettl, A.; Gimzewski, J. K. Nat. Commun. 2013, 4, 2811
13. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Katsnelson, M. I.; Grigorieva, I. V.; Dubonos, S. V.; Firsov, A. A. Nature 2005, 438, 197-200
14. Khrapach, I.; Withers, F.; Bointon, T. H.; Polyushkin, D. K.; Barnes, W. L.; Russo, S.; Craciun, M. F. Adv. Mater. 2012, 24, 2844-2849
15. Klemm, D.; Kramer, F.; Moritz, S.; Lindström, T.; Ankerfors, M.; Gray, D.; Dorris, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 5438-5466
16. Eichhorn, S. J.; Dufresne, A.; Aranguren, M.; Marcovich, N. E.; Capadona, J. R.; Rowan, S. J.; Weder, C.; Thielemans, W.; Roman, M.; Renneckar, S.; Gindl, W.; Veigel, S.; Keckes, J.; Yano, H.; Abe, K.; Nogi, M.; Nakagaito, A. N.; Mangalam, A.; Simonsen, J.; Benight, A. S.; Bismarck, A.; Berglund, L. A.; Peijs, T. J. Mater. Sci. 2010, 45, 1-33
17. Eichhorn, S. J. Soft Matter 2011, 7, 303-315
18. Siro, I.; Plackett, D. Cellulose 2010, 17, 459-494
19. Klemm, D.; Schumann, D.; Udhardt, U.; Marsch, S. Prog. Polym. Sci. 2001, 26, 1561-1603
20. Nogi, M.; Yano, H. Adv. Mater. 2008, 20, 1849-1852
21. Nogi, M.; Iwamoto, S.; Nakagaito, A. N.; Yano, H. Adv. Mater. 2009, 21, 1595-1598
22. Weng, Z.; Su, Y.; Wang, D.-W.; Li, F.; Du, J.; Cheng, H.-M. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 917-922
23. Tian, M.; Qu, L.; Zhang, X.; Zhang, K.; Zhu, S.; Guo, X.; Han, G.; Tang, X.; Sun, Y. Carbohydr. Polym. 2014, 111, 456-462
24. Valentini, L.; Cardinali, M.; Fortunati, E.; Kenny, J. M. Appl. Phys. Lett. 2014, 105, 153111
25. Rahman, R.; Haque, A. Procedia Eng. 2013, 56, 789-794
26. Zhang, J.; Cao, Y.; Feng, J.; Wu, P. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 8063-8068
27. Kabiri, R.; Namazi, H. Cellulose 2014, 21, 3527-3539
28. Rahman, R.; Foster, J. T.; Haque, A. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 5344-5353
29. Petridis, L.; O'Neill, H. M.; Johnsen, M.; Fan, B.; Schulz, R.; Mamontov, E.; Maranas, J.; Langan, P.; Smith, J. C. Biomacromolecules 2014, 15, 4152-4159
30. Humphrey, W.; Dalke, A.; Schulten, K. J. Mol. Graphics Model. 1996, 14, 33-38
31. Nishiyama, Y.; Langan, P.; Chanzy, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9074-9082
32. Gomes, T. C. F.; Skaf, M. S. J. Comput. Chem. 2012, 33, 1338-1346
33. Wang, J.; Wolf, R. M.; Caldwell, J. W.; Kollman, P. A.; Case, D. A. J. Comput. Chem. 2004, 25, 1157-74
34. Case, D. A.; Darden, T. A.; Cheatham, T. E.; Simmerling, C. L.; Wang, J.; Duke, R. E.; Luo, R.; Walker, R. C.; Zhang, W.; Merz, K. M.; Roberts, B.; Hayik, S.; Roitberg, A.; Seabra, G.; Swails, J.; Goetz, A. W.; Kolossváry, I.; Wong, K. F.; Paesani, F.; Vanicek, J.; Wolf, R. M.; Liu, J.; Wu, X.; Brozell, S. R.; Steinbrecher, T.; Gohlke, H.; Cai, Q.; Ye, X.; Hsieh, M. J.; Cui, G.; Roe, D. R.; Mathews, D. H.; Seetin, M. G.; Salomon-Ferrer, R.; Sagui, C.; Babin, V.; Luchko, T.; Gusarov, S.; Kovalenko, A.; Kollman, P. A. AMBER 12; University of California, San Francisco, CA, 2012.
35. Kirschner, K. N.; Yongye, A. B.; Tschampel, S. M.; González-Outeiriño, J.; Daniels, C. R.; Foley, B. L.; Woods, R. J. J. Comput. Chem. 2008, 29, 622-655
36. Raju, R. K.; Hillier, I. H.; Burton, N. A.; Vincent, M. A.; Doudou, S.; Bryce, R. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 7959-7967
37. Jorgensen, W. L.; Chandrasekhar, J.; Madura, J. D.; Impey, R. W.; Klein, M. L. J. Chem. Phys. 1983, 79, 926-935
38. Darden, T.; York, D.; Pedersen, L. J. Chem. Phys. 1993, 98, 10089-10092
39. Ryckaert, J.-P.; Ciccotti, G.; Berendsen, H. J. C. J. Comput. Phys. 1977, 23, 327-341
40. Holm, C.; Kremer, K.; Hunenberger, P. Adv. Polym. Sci. 2005, 173, 105-149
41. Matthews, J. F.; Himmel, M. E.; Brady, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 1052, 17-53
42. Mohan, N.; Vijayalakshmi, K. P.; Koga, N.; Suresh, C. H. J. Comput. Chem. 2010, 31, 2874-2882
43. Roe, D. R.; Cheatham, T. E. J. Chem. Theory Comput. 2013, 9, 3084-3095
44. Korth, M.; Pitonak, M.; Rezac, J.; Hobza, P. J. Chem. Theory Comput. 2009, 6, 344-352
45. Vincent, M. A.; Hillier, I. H. J. Chem. Inf. Model. 2014, 54, 2255-2260
46. Gordeev, E. G.; Polynski, M. V.; Ananikov, V. P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 18815-18821
47. Klamt, A.; Schuurmann, G. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1993, 799-805
48. French, A. D.; Johnson, G. P.; Cramer, C. J.; Csonka, G. I. Carbohydr. Res. 2012, 350, 68-76
49. Stewart, J. J. P. MOPAC 2012, Stewart Computational Chemistry, Colorado Springs, CO, U.S.A., 2012; OpenMOPAC.net.
50. Scarpa, F.; Adhikari, S.; Srikantha Phani, A. Nanotechnology 2009, 20, 065709
51. Chung, M.-K.; Lee, S. J.; Waters, M. L.; Gagné, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11430-11443
52. Heiner, A. P.; Kuutti, L.; Teleman, O. Carbohydr. Res. 1998, 306, 205-220
53. Matthews, J. F.; Beckham, G. T.; Bergenstrahle-Wohlert, M.; Brady, J. W.; Himmel, M. E.; Crowley, M. F. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 735-748
54. Nishiyama, Y.; Johnson, G. P.; French, A. D.; Forsyth, V. T.; Langan, P. Biomacromolecules 2008, 9, 3133-3140
55. Matthews, J. F.; Skopec, C. E.; Mason, P. E.; Zuccato, P.; Torget, R. W.; Sugiyama, J.; Himmel, M. E.; Brady, J. W. Carbohydr. Res. 2006, 341, 138-152
56. Newman, R.; Davidson, T. Cellulose 2004, 11, 23-32
57. Ran, J.; Wong, M. W. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9702-9709
58. Nimlos, M. R.; Beckham, G. T.; Matthews, J. F.; Bu, L.; Himmel, M. E.; Crowley, M. F. J. Biol. Chem. 2012, 287, 20603-20612
59. Weis, W. I.; Drickamer, K. Annu. Rev. Biochem. 1996, 65, 441-473
60. Mitchell, F. L.; Miles, S. M.; Neres, J.; Bichenkova, E. V.; Bryce, R. A. Biophys. J. 2010, 98, L38-L40
61. Alava, T.; Mann, J. A.; Theodore, C. C.; Benitez, J. J.; Dichtel, W. R.; Parpia, J. M.; Craighead, H. G. Anal. Chem. 2013, 85, 2754-2759