شبیه سازی دینامیک مولکولی تابع توزیع چگالی سیال لنارد-جونز محدوده شده در نانو حفره ی صفحه ای باز

در این تحقیق سیال لنارد- جونز محدود شده در نانو حفره ی صفحه ای باز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این تحقیق که مبتنی بر شبیه سازی دینامیک مولکولی است، نشان می دهد که توزیع سیال در این نانوحفره ها ناهمگن است و تمایل مولکول های سیال برای قرار گرفتن در مجاورت دیواره ها بسیار زیاد است. این تمایل حتی در مواردی که بین مولکول های سیال و دیواره نیروی جاذبه ای وجود نداشته باشد نیز مشاهده می شود. تمایل به آرایش در کنار دیواره ها و در نتیجه توزیع ناهمگن باعث افزایش انتروپی سامانه و پایداری آن می شود. در این تحقیق تأثیر دما، چگالی، فاصله ی بین دو صفحه ی نانوحفره و برهمکنش سیال- دیواره در توزیع ناهمگن ذرات و چگالی سیال محدود شده مورد مطالعه قرار گرفته است. چگالی سیال محدود شده در نانوحفره ی صفحه ای باز از تعادل آن با سیال توده ای تخمین زده می شود که معمولاً متفاوت از سیال توده ای است. این چگالی با افزایش دما کاهش و با افزایش چگالی سیال توده ای، افزایش می یابد. برهمکنش های سیال- دیواره نیز در چگالی سیال محدود شده نقش بسیار مهمی دارد. اهمیت این برهمکنش ها به حدی است که با افزایش جاذبه ی بین مولکول های سیال- دیواره، مولکول های سیال در نزدیکی دیواره ها رفتار شبیه به جامد از خود نشان می دهند و یا تنها اجازه ی حرکت در یک صفحه به موازات دیواره ها را دارند. در پایان کمیت جذب افزوده که نشانگر تمایل ذرات به ورود یا خروج از نانوحفره است، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در مواردی که فاصله ی بین دو صفحه مضرب صحیحی از قطر مولکول ها باشد مولکول ها تمایل شدیدی به ورود به داخل نانوحفره دارند. درنتیجه چگالی سیال محدود شده نسبت به سیال توده ای افزایش می یابد و در مواردی که h/?نیمه صحیح باشد، این تمایل به کمترین مقدار خود می رسد.