بررسی پراکندگی نانوصفحات اکسید گرافن در آب به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی

در این کار، جزئیات ساختار موضعی آب مایع به کمک توابع توزیع شعاعی (rdf) مکان- مکان، بین یک جفت اتم و پتانسیل نیروی میانگین (pmf) مشخص شد. خواص دینامیکی شامل میانگین مربع جابه جایی (msd) و ضریب خود نفوذی آب مایع در دماهای مختلف با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی محاسبه شدند. ضرایب خودنفوذی آب از شیب نمودارهای msd محاسبه شدند. نتایج حاصل در توافق خوبی با داده های تجربی متناظر بودند، هم چنین خواص ترمودینامیکی آب مایع شامل چگالی، گرمای تبخیر و پارامتر حلالیت با استفاده از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی در دماهای مختلف وفشار bar1 محاسبه شدند. توافق خوبی بین مقادیر به دست آمده با داده های تجربی متناظر حاصل شد. خواص ساختاری از قبیل rdf و pmf برای اکسیدگرافن با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی محاسبه شد. هم چنین پارامتر حلالیت اکسیدگرافن به عنوان تابعی از دما و تعداد لایه های تشکیل دهنده ی اکسید گرافن محاسبه شد. نتایج نشان داد که آب حلالی خوب برای پراکنده ساختن اکسید گرافن می باشد. نتیجه ی مهم حاصل از شبیه سازی از سیستم آب/ اکسید گرافن آن است که این سیستم ساختار بسیار منظم با برهم کنش هایی از نوع پیوند هیدروژنی قوی دارد و مولکول های آب در فضای بین لایه ای اکسید گرافن نفوذ می کنند و آن را به آسانی ورقه ای می کند. براساس مطالعه ی کتابخانه ای، تا به حال پژوهشی در زمینه ی پارامتر حلالیت اکسید گرافن در هیچ حلالی به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی انجام نپذیرفته است. هم چنین هیچ کار تحقیقاتی در زمینه ی اندازه گیری تجربی پارامتر حلالیت اکسید گرافن در آب صورت نگرفته است.