Análise das propriedades dinâmicas e estruturais da água confinada entre placas hidrofóbicas
| Ano de defesa: | 2013 |
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| Orientador(a): | |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
BR Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9250 |
Resumo: | In this work we studied the properties of confined water by graphene sheets via Classical Molecular Dynamics. The main objective of this dissertation is to understand how the structural and dynamic properties of confined water can be changed due to the geometric confinement, including the density profile, formation of layering, the average number of hydrogen bonds and the diffusion process of water molecules. The confinement geometry is formed by two graphene sheets aligned parallel with respect to one another separated by a distance "d". Both the distance "d" as the system temperature were varied to obtain different degrees of confinement and thermodynamic conditions. Values used were d=7, 9, 11, 15, 20, 25 and 30Å and T=280, 300 and 320K. Furthermore, all simulations were carried out with GROMACS (GROningen Machine for Chemical Simulations) code in a NVT ensemble (particle number, volume and pressure are kept constant) and using SPC/E (Simple Point Charge/Extend) water model. For these systems have been found that confinement induces the formation of layers of water molecules and the number of layers depend on the degree of confinement. Due to this structure, we analyzed the average number of hydrogen bonds with water molecules and these molecules in the respective diffusion layers (central and near the confining walls). It was concluded that the formation of layers is directly related to the breaking of hydrogen bonds. |
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Análise das propriedades dinâmicas e estruturais da água confinada entre placas hidrofóbicasAnalysis of structural and dynamic properties of water confined between hydrophobic platesÁguaGrafenoConfinamentoWaterGrapheneConfinementCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work we studied the properties of confined water by graphene sheets via Classical Molecular Dynamics. The main objective of this dissertation is to understand how the structural and dynamic properties of confined water can be changed due to the geometric confinement, including the density profile, formation of layering, the average number of hydrogen bonds and the diffusion process of water molecules. The confinement geometry is formed by two graphene sheets aligned parallel with respect to one another separated by a distance "d". Both the distance "d" as the system temperature were varied to obtain different degrees of confinement and thermodynamic conditions. Values used were d=7, 9, 11, 15, 20, 25 and 30Å and T=280, 300 and 320K. Furthermore, all simulations were carried out with GROMACS (GROningen Machine for Chemical Simulations) code in a NVT ensemble (particle number, volume and pressure are kept constant) and using SPC/E (Simple Point Charge/Extend) water model. For these systems have been found that confinement induces the formation of layers of water molecules and the number of layers depend on the degree of confinement. Due to this structure, we analyzed the average number of hydrogen bonds with water molecules and these molecules in the respective diffusion layers (central and near the confining walls). It was concluded that the formation of layers is directly related to the breaking of hydrogen bonds.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorNeste trabalho estudamos as propriedades da água confinada por folhas de grafeno via Dinâmica Molecular Clássica. O principal objetivo dessa dissertação é compreender como as propriedades dinâmicas e estruturais da água confinada podem ser alteradas devido ao confinamento geométrico, entre elas o perfil da densidade, a formação de camadas, o número médio de ligações de hidrogênio e o processo difusivo das moléculas de água. A geometria confinante foi construída através de duas folhas de grafeno alinhadas paralelamente uma em relação a outra separadas por uma distância "d". Tanto a distância "d" como a temperatura do sistema foram variadas de modo a obtermos diferentes graus de confinamento e condições termodinâmicas. Os valores utilizados foram d=7, 9, 11, 15, 20, 25 e 30Å e T=280, 300 e 320K. Além disso, todas as simulações foram realizadas com o código computacional GROMACS (do inglês GROningen Machine for Chemical Simulations) em um ensemble NVT (ensemble onde o número de partículas, volume e pressão são mantidos constantes) usando o modelo de água SPC/E (do inglês Simple Point Charge/Extend). Para esses sistemas foi encontrado que o confinamento induz a formação de camadas de moléculas de água e o número de camadas dependem do grau de confinamento. Devido a esta estruturação, foi analisado o número médio de ligações de hidrogênio por moléculas de água e a difusão dessas moléculas nas respectivas camadas (central e próximas as paredes confinantes). Concluiu-se que a formação de camadas está diretamente relacionado com a quebra das ligações de hidrogênio.Universidade Federal de Santa MariaBRFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaSilva, Leandro Barros dahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775871P0Santos, Cláudia Lange doshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4138066Z2Zimmer, Fábio Mallmannhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4775428P9Kipper, Ana Claudia2017-05-022017-05-022013-04-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfKIPPER, Ana Claudia. Analysis of structural and dynamic properties of water confined between hydrophobic plates. 2013. 75 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9250ark:/26339/001300000s252porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2017-07-25T14:52:22Zoai:repositorio.ufsm.br:1/9250Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2017-07-25T14:52:22Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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In this work we studied the properties of confined water by graphene sheets via Classical Molecular Dynamics. The main objective of this dissertation is to understand how the structural and dynamic properties of confined water can be changed due to the geometric confinement, including the density profile, formation of layering, the average number of hydrogen bonds and the diffusion process of water molecules. The confinement geometry is formed by two graphene sheets aligned parallel with respect to one another separated by a distance "d". Both the distance "d" as the system temperature were varied to obtain different degrees of confinement and thermodynamic conditions. Values used were d=7, 9, 11, 15, 20, 25 and 30Å and T=280, 300 and 320K. Furthermore, all simulations were carried out with GROMACS (GROningen Machine for Chemical Simulations) code in a NVT ensemble (particle number, volume and pressure are kept constant) and using SPC/E (Simple Point Charge/Extend) water model. For these systems have been found that confinement induces the formation of layers of water molecules and the number of layers depend on the degree of confinement. Due to this structure, we analyzed the average number of hydrogen bonds with water molecules and these molecules in the respective diffusion layers (central and near the confining walls). It was concluded that the formation of layers is directly related to the breaking of hydrogen bonds. |
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