تحلیل رفتار ساختاری و دینامیک مولکولهای آب محدود شده بین صفحات گرافن تحت میدانهای الکتریکی و مغناطیسی در مقیاس نانو

آب در محیط های محدود شده به ویژه در مقیاس نانو رفتار فیزیکی و شیمایی متفاوتی نسبت به حالت توده ای خود نشان می دهد. این ویژگی ها در طراحی، نانوسیالات، حسگرهای مولکولی و سامانه های زیست فناوری اهمیت ویژه ای دارند. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی اثر میدان های الکتریکی و مغناطیسی بر ساختار، دینامیک و برهم کنش های هیدروژنی مولکول های آب محدود شده بین صفحات گرافن بررسی شد. نتایج نشان داد که اعمال میدان های خارجی موجب تغییر جهت گیری مولکول ها، کاهش پایداری پیوندهای هیدروژنی و افزایش ناپایداری انرژی کل سیستم می شود. میدان الکتریکی بیشترین تاثیر را در ایجاد بی نظمی ساختاری و کاهش ضریب خودنفوذی داشت در حالی که میدان مغناطیسی قوی موجب افزایش ناپایداری سیستم و تغییر در هندسه خوشه های مولکولی گردید. افزایش چگالی موجب کاهش ضریب خودنفوذی و افزایش تعداد پیوندهای هیدروژنی شد. این یافته ها اهمیت کنترل میدان های خارجی در تنظیم خواص آب محدود شده و کاربردهای بالقوه آن در فناوری های نوین مبتنی بر گرافن را برجسته می کنند.

کلیدواژه ها:

آب محدود شده ، گرافن ، دینامیک مولکولی ، پیوند هیدروژنی ، ضریب خود نفوذی