در این رساله به بررسی شبیه سازی سیالات محدود شده آب و متانول به صورت خالص و مخلوط آنها در بین لایه های گرافیتی پرداخته شده است. کلیه خواص مورد مطالعه در این پژوهش برای سامانه های محدود شده از قبیل پروفایل چگالی عرضی، تابع توزیع شعاعی جانبی، میانگین مربع جابجایی جانبی، تابع خود همبستگی سرعتی جانبی و همچنین تعداد و طول عمرپیوند هیدروژنی با استفاده از میانگین گیری نهایی نتایج حاصل از چندین اجرای متوالی در مجموعه nve محاسبه شده اند. در بخش اول این رساله به بررسی نتایج بدست آمده از شبیه سازی دینامیک مولکولی سیالات محدود شده آب و متانول به صورت خالص پرداخته شده است. نتایج ساختاری بدست آمده در این بخش حاکی از تشکیل لایه های منظم مولکولی در بین صفحه های گرافیتی محدود کننده می باشد. تعداد لایه های مجزای تشکیل شده بسته به پهنای نانوحفره متغیر است. نتایج دینامیکی بدست آمده نشان می دهد که با کاهش پهنای نانوحفره، سیال رفتاری دینامیکی شبیه به جامدات از خود نشان می دهد. در ادامه مقادیر ضرایب خود نفوذی محاسبه شد. بررسی ساختار مولکولهای آب محدود شده در سامانه ? 7 h = در دمایk 300 نشان دهنده ی تشکیل ساختار های شش وجهی یا هگزاگونال از مولکولهای آب می باشد. این ساختار شش وجهی مولکولهای آب یک ساختار غیر مسطح است که باکاهش چگالی یک تغییر فاز ساختاری از حالت شش وجهی به لوزی شکل مشاهده شد. نتایج بررسی تغییرات پیوند هیدروژنی در سامانه های آب محدود شده نشان داد که با کاهش پهنای نانوحفره، تعداد پیوند هیدروژنی تشکیل شده نیز کاهش می یابد. در بخش دوم این رساله به بررسی مخلوط آب و متانول در دو حالت توده ای و محدود شده در سامانه هایی با پهناهای 10 و?20 در کسر مولی های مختلف متانول پرداخته شد. بررسی کمیت های اضافی در مخلوط آب و متانول در حالت توده ای بیانگر این است که در کسر مولی بین 5/0 تا 6/0 شاهد تشکیل یک ساختار منظم ناپایدار می باشیم به طوری که انحراف مثبت مشاهده شده از قانون رائول درحالت تجربی و کمینه تعداد پیوند هیدروژنی اضافی محاسبه شده در این رساله در کسر مولی 5/0 تائید کننده آن می باشد. در ادامه به بررسی مخلوط آب و متانول در حالت محدود شده پرداخته شد. نتایج بررسی های ساختاری حاکی از این است که با افزایش محدودیت در سامانه های محدود شده (از 10 به ? 20) چیدمان مولکولهای آب و متانول کاملاً متفاوت می شود به طوریکه با افزایش کسر مولی متانول در سامانه ? 20 شاهد جدایی دوفاز ولی در سامانه ? 10 برعکس شاهد امتزاج بهتر هستیم. نتایج بررسی تابع توزیع شعاعی جانبی در سامانه های محدود شده نشان می دهد که با افزایش کسر مولی متانول در سامانه ی محدود شده، ساختارهای منظمی تشکیل می گردد. در نهایت به بررسی کمیت تعداد پیوند هیدروژنی اضافی در سیالات محدود شده و توده ای پرداخته شد. بررسی های انجام شده نشان داد که عامل محدودیت روی نقطه ی کمینه تاثیری ندارد.

با توجه به اهمیت وکاربرد های فراوان نانوذرات مس در صنایع گوناگون، در این پایان نامه برای اولین بار سنتز نانوذرات مس به روش تسهیم نامتناسب انجام شد. در این روش با استفاده از مکانیسم انتقال الکترون در فضای داخلی، یون cu+را در محیط تولید کرده و سپس با استفاده از تسهیم نامتناسب آن، ذرات مس سنتز شد. به منظور کاهش اندازه ذرات مس سنتز شده به بررسی اثر عواملی از قبیل دما، غلظت لیگاند و ph پرداخته شد. بعد از آن اثر فعال کننده سطحی سدیم لورات وپلیمر غیر یونی پلی اتیلن گلیکول روی اندازه ذرات مس سنتزی مورد بررسی قرار گرفت، که از بین عوامل فوق افزایش سدیم لورات تأثیر بسزائی در کاهش اندازه ذرات داشت. همچنین سنتز نانو ذرات مس در سیستم دوفازی بدون فعال کننده سطحی انجام شدکه در این حالت اندازه ذرات سنتزی به شدت کاهش یافته وتوزیع ذرات نیز باریکتر گردید. پس از سنتز نانو ذرات مس با توجه به کاربرد های آن به بررسی معلق سازی این نانوذرات در سیالهائی از قبیل آب، اتیلن گلیکول، روغن موتور40 و روغن ترانس پرداخته شد. به منظور افزایش پایداری تعلیق نانوذرات مس در روغن ترانس و اتیلن گلیکول از اسید اولئیک به عنوان ماده معلق کننده استفاده گردید.

در این پایان نامه از روش شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مطالعه ی خواص ترمودینامیکی، ساختاری و دینامیکی مخلوط های اتیلن گلیکول و آب با کسر مولی های مختلف استفاده شده است. دینامیک مولکولی روشی برای شبیه‏سازی رفتار ترمودینامیکی مواد در سه فاز جامد، مایع وگاز با استفاده از قوانین کلاسیک حرکت و نیروها، سرعت‏ها و مکان ذرات است. شبیه سازی ها با حداقل 10000 اتم در دمای 298 کلوین و چند دمای دیگر انجام شدند. هدف اصلی از این شبیه‏سازی‏ها، مطالعه‏ی کمیت هایی مانند میانگین مربع جابجایی، ضرایب نفوذ و تابع توزیع شعاعی است. کمیت-های ترمودینامیکی گوناگونی مانند چگالی، حجم مولی اضافی و آنتالپی مولی اضافی محاسبه شدند. ضرایب نفوذ برای اتیلن گلیکول و آب از روی شیب نمودارهای میانگین مربع جابجایی محاسبه شدند. تابع توزیع شعاعی جایگاه های اتمی مختلف در دمای 298 کلوین محاسبه شد. در تمامی شبیه سازی های انجام شده با نرم افزار dl-poly2.18، فشار،گام زمانی و شعاع قطع به ترتیب 1 اتمسفر، 001/0 پیکو ثانیه و 0/12 آنگستروم قرار داده شدند. برای مولکول های آب و اتیلن گلیکول تمامی شبیه سازی ها در مجموعه هم دما-هم فشار در دمای 298 کلوین برای مدت زمان ns 1 (1000000 گام زمانی) انجام شدند تا سامانه به تعادل رسانده شود. سپس برای محاسبه خواصی که در بالا ذکر شد، هر یک از سیستم‏های به تعادل رسیده در مجموعه ی هم دما-هم فشار با اجرای شبیه سازی برای مدت ns 1 (1000000 گام زمانی) برای کسر مولی های مختلف آب و اتیلن گلیکول مورد بررسی قرار گرفت. در این شبیه سازی محاسباتی بر روی چگالی، کمیت های اضافی( حجم مولی اضافی و آنتالپی مولی اضافی)، ضرایب نفوذ انجام گرفت و تعداد پیوند هیدروژنی این مخلوط با کسر مولی های مختلف محاسبه گردید و همچنین نشان داده شد که مقدار کمینه در کمیت های اضافی آب و اتیلن گلیکول در کسر مولی 4/0 اتیلن گلیکول اتفاق می افتد و این همان کسر مولی است که کم ترین دمای ذوب را در مخلوط آب و اتیلن گلیکول تولید می کند. در این پایان نامه نشان داده شد که پس از اصلاح پارامتر دای هدرال مربوط به اتیلن گلیکول در میدان نیرو، هم خوانی چگالی شبیه سازی با چگالی تجربی بیش تر گردید ودر نتیجه نتایج حاصل از این شبیه سازی با سایر شبیه سازی ها دقیق تر و نزدیک تر به داده های تجربی موجود گردید.