اثر برهم کنش دیواره بر جذب آب در نانولوله ها

از آن جایی که کارهای تحقیقاتی تجربی از یکسو و شبیه سازی های صورت پذیرفته به روش های مختلف از سوی دیگر، کیفیت ورود و ادامه مسیر یک شاره در داخل یک نانولوله را با تفاوت های قابل توجّهی نسبت به آنچه در ابعاد معمولی مشاهده می کنیم ارائه می نماید،در این کار پژوهشی با اجرای فرآیندهای شبیه سازی متعدّد به روش دینامیک مولکولی تلاش ما براین بوده تا فرآیند جذب آب در داخل نانولوله های مختلف را با هدف تعیین میزان تأثیر کمّیت های مختلفی از جمله دما، پارامترهای پتانسیلی برهم کنشی بر روند کلّی آن، اجرایی سازیم. لذا پس از انجام شبیه سازی های مربوطه برای فرآیند جذب آب در یک نانولوله کربنی، آنچه در نگاه اول جلب توجه می کند، عدم اعتبار معادله لوکاس- واشبرن در ابعاد نانو و در شرایط مسأله ما (علی رغم این که بخوبی در ابعاد معمولی، دینامیک صعود شاره را پیش بینی و توصیف می کند،) می باشد. در ادامه با بررسی روند افت و خیز شاره در داخل نانولوله در دماهای مختلف مشاهده می شود که سیستم نسبت به تغییرات دما، حسّاسیت ویژه اینشان می دهد به طوری که افزایش دمای سیستم، علاوه براین که سرعت انتقال شاره در داخل نانولوله را بالا می برد، تشخیص حدّ فاصلی دقیق میان فازهای مایع و بخار شاره در فضای داخلی محفظه استوانه ای نانولوله را سخت تر از قبل می نماید. در واقع، نتایج حاصل از شبیه سازی ها حکایت از این موضوع دارند که با بالابردن دمای سیستم، آب با سرعت بالاتری نسبت به قبل، در داخل نانولوله به حرکت درمی آمده و فاز بخار این شاره نیز در فضای مذکور، نسبت به وضعیت مشابه در دمای پایین تر، حجم گسترده تری را به خود اختصاص می دهد. از سوی دیگر، با توجّه به نقش آفرینی مستقیم پتانسیل برهم کنشی شاره- دیواره بر دینامیک جذب آب به داخل نانولوله، تکرار شبیه سازی ها به روش دینامیک مولکولی برای بررسی وضعیت سیستم در حالتی که با اعمال تغییرات مختلف در اندازه پارامترهای? و ?پتانسیل برهم کنشی لنارد- جونز، میزان برهم کنش شاره با دیواره های نانولوله تغییر یافته است، حکایت از این موضوع داردکه همان طور که انتظار نیز می رفت، اثر برهم کنشی دیواره بر شاره جذب شده، از درجه اهمّیت بالایی برخوردار باشد. به عنوان مثال، نتایج شبیه سازی های ما نشان می دهد که سرعت انتقال شاره در فضای داخلی نانولوله، با افزایش مقدار هریک از دو پارامتر پتانسیلی اشاره شده، روندی رو به رشد را از خود نشان می دهد و لذا یکی از راهکار های مناسب دیگری که علاوه بر اعمال تغییرات مناسب در دمای سیستم می توان جهت کنترل سرعت انتقال شاره در داخل نانولوله هادنبال نمود، تنظیم مناسب میزان برهم کنش میان شاره و دیواره از طریق اعمال تغییرات در پارامترهای دوگانه و اساسی پتانسیل برهم کنشی لنارد- جونز، خواهد بود