Διαχυτότητα δευτερογενών ατμοσφαιρικών ενώσεων από την καύση του α-πινενίου μέσω μοριακών προσομοιώσεων

Η καύση του α-πινενίου οδηγεί στο σχηματισμό ενώσεων όπως το cis-norpinic acid, το cis-norpinonic acid και το cis-pinic acid. Γι' αυτές τις ενώσεις είναι πολύ δύσκολο να πραγματοποιηθούν πειράματα για την μέτρηση του συντελεστή διάχυσής τους στην ατμόσφαιρα. Μια εξαιρετική εναλλακτική λύση είναι μέσω μοριακών προσομοιώσεων. 

Στην παρούσα εργασία, ο διπλωματικός φοιτητής θα εκπαιδευτεί αρχικά στις μεθόδους προσομοίωσης μοριακής δυναμικής ατομιστικής λεπτομέρειας  (atomistic molecular dynamics simulations, MD) και στη συνέχεια θα εστιάσει στην εκτίμηση των συντελεστών διάχυσης των παραπάνω ενώσεων μέσω παρακολούθησης στον υπολογιστή της μέσης τετραγωνικής μετατόπισης του κέντρου μάζας των μορίων στις συνθήκες του υπολογιστικού πειράματος. Η εξαγωγή του συντελεστή διάχυσης D θα βασιστεί στη σχετική εξίσωση κατά Einstein. 

Οι συντελεστές διάχυσης θα εξαχθούν αρχικά σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες όπου οι προσομοιώσεις MD είναι γρήγορες. Σις πιο χαμηλές θερμοκρασίες όπου η κινητικότητα των μορίων ελαττώνεται δραματικά, οι συντελεστές διάχυσης θα εκτιμηθούν μέσω προεκβολής από αυτές στις υψηλές θερμοκρασίες στις χαμηλότερες.

H διπλωματική προσφέρεται σε συνεργασία με την ομάδα του κ. Πανδή.

Βιβλιογραφία:

[1] H. Baba, R. Urano, T. Nagai, S. Okazaki, "Prediction of self-diffusion coefficients of chemically diverse pure liquids by all-atom molecular dynamics simulations", J. Comput. Chem., 43, 1892–1900 (2022).