شبيه سازي ديناميك مولكولي عبور آب و نمك از نانولوله هاي كربني با استفاده از نرم افزار NAMD

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش با استفاده از شبيه‌سازي ديناميك مولكولي عبور آب و آب به همراه يون از نانولوله‌هاي كربني مورد بررسي قرار گرفته است. سيستم شبيه‌سازي شامل 4 نانولوله (6،6) به طول 13.4 و قطر حدود 8.1 آنگستروم است كه در دو طرف اين نانولوله‌ها دو جعبه آب قرار گرفته است. اين شبيه سازي در سه فاز عبور آب از نانولوله و عبور آب در فشارهاي مختلف، كنترل ميزان عبور آب با استفاده از باردار كردن نانولوله و بررسي شباهت نانولوله‌ها به كانال‌هاي زيستي و سپس بررسي عبور يون هاي NA+ و CL- از نانولوله كربني از نانولوله‌ها انجام شده است. در وهله اول ميزان عبور آب از نانولوله‌ها در دو حالت اعمال فشار و بدون فشار هيدرواستاتيكي انجام شد و سپس در 3 حالت با پخش ميزان 1 كولن مثبت و منفي از بار الكترواستاتيكي به ميزان عبور و جريان آب و همچنين جهت دوقطبي آب در نانولوله‌ها بررسي شد و با اضافه شدن 10 يون سديم و 10 يون كلريد به آب ميزان ورود و خروج مولكول‌هاي آب ، ميزان عبور يا ورود و خروج يون ها از نانولوله بررسي شد. در حالت اول ميزان ورود مولكول‌هاي آب به نانولوله‌ها بالا اما بخاطر وجود تعادل، جريان مولكول‌هاي آب صفر بوده سپس با اعمال فشار هيدرواستاتيكي در راستاي +z مقدار عبور بالا و جريان در راستاي فشار اعمال شده مشاهده شده است. در بخش دوم با اعمال بار الكتريكي با توجه به وجود نيروي الكترواستاتيكي بين بارهاي اعمالي بر كربن‌هاي منتخب در نانولوله، جهت گيري ثابت و مشخص مولكول‌هاي آب مشاهده شد كه همين جهت‌گيري خاص نشان از 1-شباهت يك نوع از اين سيستم‌ها با كانال‌هاي زيستي و 2-جلوگيري يك مولكول آب در نقطه مشخص از به جريان اندازي زنجيره آب درون نانولوله به دليل كنترل بالا براي ورود و عدم عبور مولكول آب را مي‌دهد. در بخش سوم نيز با دفع كامل و صد در صد يون ها از ورود به نانولوله‌ها حتي با اعمال فشار مشاهده شد.

196018

دانشگاه علم و صنعت ايران

ادريس فيض آبادي

فيزيك حالت جامد

روح الله عبدالوهاب