Logowanie do System sprawozdań KDM

Dynamika Molekularna jako narzędzie badania zdolności sorpcyjnej materiałów węglowych

Kierownik projektu: Wojciech Zieliński

Uniwersytet Mikołaja Kopernika

Wydział Chemii

Toruń

Streszczenie projektu

Materiały węglowe należą do grupy tzw. "materiałów czarnych". Z tego też względu istnieje dość ograniczona liczba metod eksperymentalnych umożliwiających wnikliwe badanie ich budowy/tekstury, porowatości, ilości i rodzaju heteroatomów, grup funkcyjnych itd. Dlatego wydaje się oczywistym, by do tego celu dodatkowo wykorzystać symulacje komputerowe pamiętając jednak o eksperymentalnej weryfikacji rozważań teoretycznych. Dotychczas zaproponowano wiele modeli budowy materiałów węglowych: od bardzo prostych po dość złożone. Należy jednak pamiętać o tym, że nadal najpopularniejszym modelem obrazującym porowatość węgla jest idealny szczelinopodobny por. Bardzo ciekawą grupę teoretycznych modeli węgla stanowią tak zwane Wirtualne Węgle Porowate. WWP są to modele węgli, które zostały wymyślone, tak by ich budowa była zgodna z pewnymi obserwacjami eksperymentalnymi (np.: gęstość). WWP są szeroko badane w zespole naukowym Fizykochemia Materiałów Węglowych, którego członkami są osoby realizujące niniejszy projekt. Celami niniejszego projektu są między innymi:

a) wykorzystanie dynamiki molekularnej do opisu procesu adsorpcji związków organicznych na materiach węglowych (pory szczelinowe lub wirtualne adsorbenty) z fazy wodnej, modelowanie uwalniania leków, separacja jonów, badanie zachowania cieczy jonowych przy użyciu pakietu obliczeniowego GROMACS (dynamika molekularna);

b) określenie wpływu porowatości oraz chemicznej natury powierzchni na procesy adsorpcji, dyfuzji oraz przepływu;

c) próba przewidywania zdolności sorpcyjnych materiałów, które będą przedmiotem zainteresowania w niniejszym projekcie.

Tematyka dotycząca niniejszego projektu jest już od dłuższego czasu bardzo silnie rozwijana w naszym zespole. Do weryfikacji rozważań teoretycznych wykorzystywane są dane eksperymentalne uzyskiwane w naszym zespole (posiadamy duże doświadczenie udokumentowane licznymi pracami naukowymi, http://www.chem.uni.torun.pl/~gaudip/wegiel/research.html). Połączenie obliczeń teoretycznych z wynikami/obserwacjami doświadczeń daje teoretykom niesamowite możliwość, gdyż wcześniej oraz obecnie proponowane teorie można z sukcesem weryfikować w oparciu o dane doświadczalne. W tym momencie warto podkreślić, iż tego typu badania są bardzo istotne dla osób zajmujących się syntezą adsorbentów, o czym świadczy nawiązana współpraca naszego zespołu z kilkoma autorytetami naukowymi w badaniach zjawisk międzyfazowych i powierzchniowych, tj. Prof. Jaroniec (USA), Prof. Beguin (Francja) i Prof. Frąckowiak (Polska), Prof. Do (Australia), Prof. Kaneko (Japonia), Prof. Bhatia (Australia), Prof. Marks (Australia) oraz Dr. Kowalczyk (Australia).

Wyniki badań planuje się upowszechnić w postaci referatu na konferencji naukowej, a w rozszerzonej wersji - jako artykuł naukowy. Praca będzie dobrym przygotowaniem dla dalszych badań mogących zakończyć się rozprawą doktorską.

Publikacje

  1. W. Zieliński, P. A. Gauden, A. P. Terzyk, A. Bieniek, Ł. Górski, Adsorpcja cieczy jonowych z roztworów wodnych na węglach aktywnych, Ogólnopolskie Studenckie Mikrosympozjum Chemików. Chemia - przyszłość zaczyna się dziś? -, (2015) -
  2. W. Zieliński, P. A. Gauden, A. P. Terzyk, A. Bieniek, Ł. Górski, Usuwanie cieczy jonowych za pomocą węgli aktywnych w kontekście uzdatniania wody, III Łódzkie Sympozjum Doktorantów Chemii -, (2015) -

Centrum Informatyczne Trójmiejskiej Akademickiej Sieci Komputerowej
ul. G. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk   |   tel. 58-347-24-11
email: office@task.gda.pl   |   NIP: 584-020-35-93