نام پژوهشگر: امیر خسروانی زاده

فازهای کریستال مایع در محلول ملکول های میله ای شکل حاوی دوقطبی الکتریکی: شبیه سازی دینامیک ملکولی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان - دانشکده فیزیک 1392
  امیر خسروانی زاده   حسین فضلی

ملکول های بسیاری مانند پپتیدهای با ساختار مارپیچ آلفا و dna وجود دارند که فارغ از جزئیات ساختاریشان نسبت طول به قطر آنها مقدار قابل توجهی است. طول ایستایی این ملکول ها بزرگ است به گونه ای که اگر طول خیلی بلندی نداشته باشند می توان آنها را به عنوان یک ملکول میله ای شکل در نظر گرفت. تعدادی از این ملکول ها اگرچه از لحاظ الکتریکی خنثی هستند ولی توزیع بار در آنها به گونه ای است که به طور موضعی دوقطبی های الکتریکی در این ملکول ها به وجود می آید. در یک تقریب درشت دانه می توان تمامی جزئیات این ملکول ها را کنار گذاشت و آنها را به عنوان یک ملکول میله ای شکل با یک دوقطبی مرکزی در نظر گرفت. همچنین از لحاظ نظری ثابت شده است که ملکول های میله ای شکل در غلظت های بالا تمایل دارند که در اثر برهمکنش حجم اشغالی و به جهت افزایش آنتروپی سیستم، فازهای شناخته شده نماتیک و اسمکتیک را به وجود آورند. در این پایان نامه با شبیه سازی دینامیک ملکولی به مطالعه محلولی از ملکول های میله ای شکل که در مرکزشان دارای ممان دوقطبی الکتریکی هستند پرداخته ایم. پس از شبیه سازی های صورت گرفته نمودار فاز سیستم بر حسب چگالی ملکول ها و قدرت برهمکنش دوقطبی آنها را بدست آورده و مشاهده کرده ایم که برهمکنش دوقطبی الکتریکی به عنوان عاملی کمک کننده به آنتروپی، در انرژی آزاد سیستم ظاهر می شود، و افزایش آن کاهش غلظت آستانه گذار را موجب می شود. در شبیه سازی مشابهی با طراحی ملکول هایی میله ای شکل با هندسه خاص، این ویژگی در آنها به وجود آمده است که ملکول ها تمایل دارند به علت نیروی الکترواستاتیک دو به دو با هم موازی شده و سپس زوج های دوتایی به هم عمود شوند. در این حالت تقابل نیروی الکترواستاتیک و آنتروپی در بارها و غلظت های متفاوت، ساختارهایی منحصر به فرد در این سیستم ها به وجود می آورد که کاملا متفاوت از فازهای مشاهده شده در حالت بدون بار است.