Quantum seminar | 21 June 2023

 
Санкт-Петербургский государственный университет
Компьютерное моделирование мицеллярных растворов методом молекулярной динамики
Abstract

В повседневной жизни мы каждый день используем растворы поверхностно-активных веществ (ПАВ). Например, при мытье рук с мылом, нами создается водный раствор ПАВ, который позволяет удалить с кожи нерастворимые в воде загрязнения и который при определенных условиях способен нейтрализовывать бактерии и вирусы. В нефтяной промышленности ПАВ активно используются для повышения нефтеотдачи зрелых месторождений. Мономеры ПАВ представляют собой амфифильные молекулы или поверхностно-активные ионы. В полярных растворителях, таких как вода, при превышении определенной концентрации ПАВ происходит образование прямых мицелл, т.е. агрегатов из мономеров ПАВ, в которых гидрофильные части мономеров располагаются вблизи поверхностей агрегатов, а гидрофобные части – внутри агрегатов. В неполярных растворителях, таких как углеводороды, также могут образовываться мицеллы, такие мицеллы называют обратными. Метод молекулярной динамики, основанный на численном решении системы уравнений движения для частиц, из которых состоит исследуемая модель, позволяет наблюдать на уровне отдельных атомов за поведением молекулярных систем, а также изучать их физико-химические свойства. В представленной работе обсуждается применение метода полноатомной молекулярной динамики для изучения структурных и транспортных свойств мицеллярных растворов, в частности, коэффициентов диффузии и вязкости.