Моделирование обратных мицелл методом молекулярной динамики

• Автор: Муджикова, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 100 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор по молекулярному моделированию обратных мицелл

1.1. Модели мицелл с непроницаемой стенкой

1.2. Модели молекул ПАВ.

1.2.1. Модель Брауна и Кларка

1.2.2. Атомистическая модель.

Глава 2. Методика численного эксперимента

2.1. АОТ

2.2. Метод молекулярной динамики

2.3. Крупнозернистая модель молекулы АОТ

2.4. Алгоритмы расчета
Глава 3. Кластеры чистой воды в нгексане
3.1. Структура
3.2. Энергия
3.3. Электрический потенциал
3.4. Давление, работа и поверхностное натяжение.
3.5. Диффузия.
3.6. Выводы.
Глава 4. Модель Ьрауна и Кларка
4.1. Локальная структура агрегата.
4.2. Энергия
4.3. Локальный электрический потенциал
4.4. Давление, работа и натяжение.
4.6. Диффузия.
4.7. Выводы.
Глава 5. Крупнозернистая модель
5.1. Форма и структура мицелл.
5.2. Энергия
5.3. Электрический потенциал
5.4. Давление, работа мицеллообразован и я и поверхностное натяжение.
5.6. Диффузия.
5.7. Вывод
Заключение.
Литература


Л2опав Использование величины г0, ШХ подразумевает, что микроэмульсия достигла своего предельного насыщения, г. При более низких концентрациях воды мицеллы и микроэмульсии характеризуются параметром ы. Как показывают фазовые диаграммы тройной системы водамаслоПАВ , содержание воды в микроэмульсиях вм может варьироваться в широких пределах. Во избежание путаницы следует определиться, чем мицеллы отличаются от микроэмульсий. При увеличении ио до ти поведение раствора меняется в сторону уменьшения интенсивности рассеяния света. При мицеллы ведут себя как жесткие макромолекулы в температурном интервале от 0 до С, что обусловлено сильным структурированием воды в агрегатах посредством водородных связей с полярными группами ПАВ. Структуру мицелл можно также охарактеризовать, исследуя солюбилизацию. На способности солюбилизировать большое количество воды с образованием однородного раствора основано широкое практическое применение обратных мицелл и микроэмульсий. В биохимии такие системы исследуют изза сходства с биологическими мембранами, в фармацевтике для транспортировки лекарств в организме. В химической и биохимической промышленности обратные мицеллы и микроэмульсии вм используют в качестве катализаторов, в процессах сухой очистки, они также незаменимы для увеличения нефтеотдачи земных пластов. В последнее время их успешно используют для синтеза наночастиц с селективным распределением по размерам и в качестве микрореакторов. Многообразие в поведении систем, представленное на фазовых диаграммах, существенно затрудняет их количественное описание и задает широкий спектр тематической направленности исследований самоорганизующихся растворов. Для изучения растворов обратных мицелл привлекается множество как экспериментальных, так и теоретических методик. Количество последних незначительно и направлено, в основном, на определение электрических свойств мицеллярного ядра . Среди экспериментальных работ особенно распространены методы спектрального анализа , , используя которые с помощью приближенных методов, извлекают данные о структуре, форме, динамике мицелл и свойствах полярного ядра. Уровень развития современных компьютеров позволяет использовать для изучения таких систем методы численного моделирования, которые в настоящее время стали необходимым звеном в исследовательском процессе, наряду с теорией и реальным экспериментом. ПАВ. Метод МД, используемый в настоящей работе, описывает наряду с термодинамическими характеристиками также динамические свойства отдельных компонентов мицеллы. Как правило, экспериментпьное исследование мицелл проводят в разбавленных растворах, и межмицеллярными взаимодействиями пренебрегают. Поскольку агрегаты обладают достаточно узким распределением по размерам, их можно охарактеризовать одним числом агрегации. Эти факторы делают мицеллы доступными для теоретического анализа и количественных оценок. Поэтому изолированная мицелла представляет наиболее простую и удобную для моделирования систему. Объектом исследования представленной работы является набухшие обратные мицеллы аэрозоля ОТ АОТ, бис 2этилгексилсукцинатосульфонат натрия. Широкое применение данного ПАВ обусловлено способностью к формированию в неполярной среде мицеллярных агрегатов без добавления коПАВ. По мере развития компьютерных технологий количество исследований, посвященных численному моделированию мицеллярных систем, значительно возросло, но лишь сравнительно в немногих из них рассматриваются обратные мицеллы. В последние годы в научной литературе появляются работы по моделированию обратных мицелл, основанные на детальном представлении молекул ПАВ . Однако, такие расчеты требуют значительных вычислительных затрат, и при этом основное внимание ограничено описанием структуры и формы агрегата и состояния воды. Как показывает опыт, по некоторым результатам они хорошо согласуются с работами, выполненными с помощью упрощенных моделей мицеллы и молекул ПАВ . Некоторые вопросы, например, оценка работы образования и поверхностного натяжения обратных мицелл в литературе до сих пор не встречались.