Logowanie do System sprawozdań KDM

Symulacje dynamiki molekularnej cieczy jonowych i ferrofluidów

Kierownik projektu: Cezary Czaplewski

Uniwersytet Gdański

Wydział Chemii

Gdańsk

Streszczenie projektu

Ciecze jonowe to stopione sole o niskich temperaturach topnienia. W przeciwieństwie do cieczy zbudowanych z obojętnych cząsteczek chemicznych ciecze jonowe składają się wyłącznie z jonów, zazwyczaj z dużego niesymetrycznego organicznego kationu i małego nieorganicznego anionu. Pierwszą zsyntetyzowaną cieczą jonową był azotan etyloamoniowy otrzymany w 1914 roku przez Paula Waldena, jednak duża aktywność badawcza związana z niskotemperaturowymi cieczami jonowymi to ostatnie 20 lat. Ciecze jonowe znajdują zastosowanie jako rozpuszczalniki w syntezie chemicznej, w procesach biokatalitycznych, jako elektrolity w bateriach, ogniwach słonecznych, termoogniwach. Ciecze jonowe charakteryzują się interesującymi i zróżnicowanymi właściwościami fizykochemicznym, ale najważniejszą zaletą cieczy jonowych jest możliwość sterowania ich właściwościami poprzez wybór kombinacji anion-kation.

Symulacje dynamiki molekularnej cieczy jonowych pozwalają na lepsze zrozumienie zależności pomiędzy ich strukturą molekularną a właściwościami fizykochemicznymi. W projekcie planujemy opracowanie metod parametryzacji pól siłowych oddających w jak najlepszym stopniu właściwości cieczy jonowych takie jak gęstość, lepkość, szybkość dyfuzji, przewodnictwo jonowe. W pierwszym etapie do parametryzacji zostanie wybrana grupa cieczy jonowych dobrze scharakteryzowana eksperymentalnie. Następnie symulacje z nowo opracowanym polem siłowym posłużą projektowaniu nowych cieczy jonowych o zadanych właściwościach fizykochemicznym.

Ferrofluidy to substancje o właściwościach zbliżonych do cieczy ale będące paramagnetykami i ulegające polaryzacji magnetycznej. Planujemy symulacje dynamiki molekularnej nanocząstek o właściwościach magnetycznych (np. nanocząstek tlenku żelaza Fe2O3) zawieszonych w cieczach jonowych.

Oba wątki projektu - symulacje cieczy jonowych, jak i ferrofluidów opartych o ciecze jonowe są częścią projektu MAGENTA finansowanego w ramach programu Horyzont 2020 a realizowanego na Wydziale Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Gdańskiej. Celem projektu MAGENTA jest opracowanie nowych ogniw termoelektrycznych z wykorzystaniem cieczy jonowych i nanocząstek magnetycznych.

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