贻贝粘附蛋白在潮湿的环境中能够粘附到各种有机和无机表面,它优异的水下粘附特性以及良好的生物相容性,在生物医学领域、表面材料功能化改性等方面具有广泛的应用前景。采用生物的提取方法制备贻贝粘附蛋白价格非常昂贵,因此采用化学方法合成仿生胶黏剂成为研究的焦点。然而,贻贝的粘附机理仍不明确,限制了它的应用。为了更好地理解贻贝的主要粘附成分多巴(DOPA)在表面的粘附行为,本论文采用分子动力学(MD)的方法研究了多巴及其衍生物在不同表面的粘附性。首先,采用MD的方法研究了单个DOPA分子在不同自组装膜(SAMs)表面的粘附性,使用伞形采样(umbrella sampling)的方法计算了单个DOPA分子在不同SAMs表面的粘附自由能。结果表明,DOPA更容易粘附到带负电的羧基SAM表面,在带电的SAM表面上的粘附能比在不带电的SAM表面上的粘附能要大。DOPA与不同的SAMs表面相互作用的方式不同:与疏水表面主要通过苯环相互作用,与亲水表面主要通过羟基相互作用,与负电表面主要通过氨基相互作用,与正电表面主要通过羧基相互作用。然后,采用MD的方法研究了儿茶酚及其衍生物在石墨烯以及羟基化石墨烯表面的粘附性,考察了取代效应、羟基取代基的数量和位置以及石墨烯层数对粘附的影响。模拟结果表明,供电子取代基和吸电子取代基都能加强苯环在石墨烯表面的粘附,羟基对苯环在表面的影响较大。进一步分析表明,随着羟基取代基数量的增加,它在表面的粘附能也增大;羟基取代基的位置对粘附的影响低于羟基取代基数量对粘附的影响;随着石墨烯表面羟基数量的增加,苯环与石墨烯表面的π-π相互作用减弱,降低了它在表面的粘附能。最后,采用MD的方法研究了儿茶酚-阳离子在二氧化硅表面的粘附性,考察了不同pH、溶液的离子强度以及阳离子氨基酸对粘附的影响。模拟结果表明,儿茶酚-阳离子在离子化的二氧化硅表面主要是通过静电相互作用,在不同的pH条件下,三种儿茶酚-阳离子在表面的粘附能不同。进一步的分析表明,氨基酸的末端对粘附具有较大的影响,尤其是组氨酸粘附在带负电的表面;精氨酸离域化电荷以及大支架的结构减弱了它在带电二氧化硅表面的相互作用。