The adsorption of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS), such as perfluorooctane sulfonate (PFOS), is currently a critical issue in the environmental domain, yet it is not fully understood. Diamane, as a stable monolayer adsorbent, has garnered significant research interest. Defects and strain are reported to play a crucial role in regulating its electronic structure. In this study, we employ density functional theory (DFT) calculations to investigate the adsorption of PFOS on both pristine and nitrogen-vacancy (N–V) defected diamane, respectively. Additionally, we systematically examine the effects of strain in diamane along both the a- and b-directions (two directions of a monolayer) on PFOS adsorption. This analysis involves studying the adsorption energy (Eads), electron transfer, and the partial density of states. Finally, we propose the synergistic effects of N–V defects and compression strain in diamane, which enhance PFOS adsorption. Diamane is considered a promising candidate for PFOS sensing or capture.

Abstract Bionic adhesive materials with 3D complex micro/nanostructures have several advantages of low preload, strong adhesion, switchable adhesion, etc. As the primary high‐precision fabrication method for such materials, lithography is inherently limited by its 2D processing capabilities. Achieving complex 3D morphologies typically requires auxiliary processes, such as dipping and double‐sided separate UV exposures, which increase both the complexity and limitations of the fabrication process. In this work, an efficient dimensional regulation method–the photo‐lithographic thermal reflow is proposed. The technique utilizes the intrinsic properties of photoresist materials, introducing thermal energy to transform microstructures from 2D to 3D. Mushroom‐shaped morphology is taken as an example to fabricate bionic adhesive materials. The fabricated mushroom‐shaped micropillar arrays exhibit different tendencies in adhesion force, friction, reversible adhesion, and repeatability, demonstrating the precise tunability of the micropillar geometry. The optimized mushroom‐shaped adhesive material not only exhibits the adhesion force of up to 12.26 N on the silicon surface (superior to that of a single foot of gecko (10 N)) but also shows superior friction, easy peeling and high durability. The result demonstrates that this method enables rapid and efficient regulation of 3D morphology and provides a novel approach for the fabrication of complex micro/nanostructure.

Journal of Micromechanics and Molecular PhysicsAccepted Papers No AccessMolecular Dynamics Simulation of Tensile Deformation Mechanisms in Nanocrystalline TWIP SteelRanran Zhang, Brahmanandam Javvaji, Haifei Zhan, Min Xia, Manchao He, Xiaolong Fu, and Xiaoying ZhuangRanran Zhang, Brahmanandam Javvaji Search for more papers by this author , Haifei Zhan Search for more papers by this author , Min Xia Search for more papers by this author , Manchao He Search for more papers by this author , Xiaolong Fu Search for more papers by this author , and Xiaoying Zhuanghttps://orcid.org/0000-0001-6562-2618 Search for more papers by this author https://doi.org/10.1142/S2424913025500018Cited by:0 (Source: Crossref) Next AboutFiguresReferencesRelatedDetailsPDF/EPUB ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsRecommend to Library ShareShare onFacebookTwitterLinked InRedditEmail Cite Recommend We recommendLANGEVIN MOLECULAR DYNAMICS DERIVED FROM EHRENFEST DYNAMICSANDERS SZEPESSY, Mathematical Models and Methods in Applied Sciences, 2012Acupuncture for Pain Management: Molecular Mechanisms of ActionTeng Chen, The American Journal of Chinese Medicine, 2020Unveiling Pyrolysis Mechanisms of Waste Printed Circuit Boards Through Multiphysics SimulationQiwei Xiong, Journal of Circuits, Systems and Computers, 2024A MOLECULAR DYNAMICS STUDY OF NANOWIRE RESONATOR BIO-OBJECT DETECTIONROSA FALLAHPOUR, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, 2021NUMERICAL SIMULATION OF HEMODYNAMICS IN PORTAL VEIN WITH THROMBOSIS BY COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICSXINKAI WANG, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, 2014Molecular Dynamics Simulation of MNT Xuesong Han, Bentham Science BooksMolecular Dynamics Simulation of Nanoflow Inside Non-Smooth Pipe Wenfei Zhang, Micro and Nanosystems, 2011Molecular Docking, Molecular Dynamics Simulation, and Analysis of EGFR-derived Peptides against the EGF Samaneh Ghasemali, Letters in Drug Design & Discovery, 2023Synthesis, anti-acetylcholinesterase evaluation, molecular docking and molecular dynamics simulation of novel Psoralen derivatives Aso Hameed Hasan, Current Organic Synthesis, 2023Design and screening of KLHL22 inhibitors by homology modeling, molecular docking, and molecular dynamics simulation. Chenglong Gao, Letters in Drug Design & Discovery, 2022Powered by Privacy policyGoogle Analytics settings FiguresReferencesRelatedDetailsNone Recommended Accepted Papers Metrics Downloaded 0 times History Received 24 October 2024 Accepted 5 January 2025 PDF download

Abstract Non‐destructive handling such as wafer handling usually requires a high‐temperature environment, however, most bionic materials fail in high temperatures due to material decomposition. In this study, inspired by the unique microstructure of locust toe pads with low adhesion and high friction, bionic high‐temperature friction pads are designed and fabricated, selecting high‐temperature‐resistant silicone rubber as the material. The interfacial mechanical properties at high temperatures are analyzed. The samples with terminal bulges possess preferable roughness adaptability, enabling the advantages of low adhesion and high friction in high temperatures. The high‐temperature non‐destructive handling experiment using a robotic arm verifies the feasibility of bionic high‐temperature friction pads in industrial applications and provides a valuable solution for non‐destructive handling in high‐temperature environments.