Υπολογιστική μελέτη της μορφολογίας και ρεολογίας μικκυλιακών διαλυμάτων

Τα μικκυλιακά διαλύματα είναι υδατικά διαλύματα τασιενεργών, δηλ. ενώσεων που περιέχουν μια υδρόφιλη κεφαλή και μια υδρόφοβη ουρά. Με την αύξηση της συγκέντρωσης των τασιενεργών ουσιών παρουσία ηλεκτρολύτη, τα μικκύλια δύναται να ενωθούν μεταξύ τους σχηματίζοντας δομές που ποικίλουν στα χαρακτηριστικά και την μορφολογία τους ανάλογα με τις τιμές αυτών των συγκεντρώσεων. Η  μοναδική ιδιότητα των τασιενεργών να τροποποιούν τη διεπιφανειακή τάση μεταξύ δύο φάσεων (υγρού-υγρού, υγρού-στερεού, υγρού-αερίου) τα καθιστά εξαιρετικά σημαντικά συστήματα σε πλήθος βιομηχανικών διεργασιών όπως και σε βασικά προϊόντα καθημερινής χρήσης όπως (καθαριστικά, απορρυπαντικά, καλλυντικά, σαμπουάν, φαρμακευτικά σκευάσματα κ.α. 

Οι ρεολογικές ιδιότητες των μικκυλιακών διαλυμάτων είναι σημαντικές, καθώς επηρεάζουν τόσο τη διεργασία παραγωγής όσο και τις τελικές ιδιότητες των προϊόντων. Για παράδειγμα, σε προϊόντα προσωπική υγιεινής όπως τα σαμπουάν, επηρεάζουν την σταθερότητα και την αίσθηση που δημιουργείται κατά την χρήση (υφή, ευκολία εφαρμογής κ.α.)2. 

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα μελετήσουμε τις ιδιότητες αυτές για διαλύματα σκωληκόμορφων μικκυλίων που, όπως το όνομα υποδηλώνει, το σχήμα και κατ’ επέκταση η συμπεριφορά τους, μοιάζει πολύ με αυτά των πολυμερικών αλυσίδων.  Θα χρησιμοποιηθεί κώδικας (τύπου δυναμικής κατά Brown) που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τα συγκεκριμένα συστήματα στη βάση του μοντέλου των ολισθαίνοντων ελατηρίων (slip-spring) και λαμβάνει υπόψη τα φαινόμενα συνένωσης ή διάσπασης των μικκυλίων.

Η μελέτη θα αφορά στην επίδραση που έχει το μέγεθος και οι ρυθμοί ένωσης και διάσπασης των μικκυλίων, αλλά και άλλες παράμετροι, στη συνάρτηση του διατμητικού μέτρου χαλάρωσης, στο ιξώδες και στο χρόνο χαλάρωσης αυτών των συστημάτων. Παράλληλα, θα διερευνηθεί η λειτουργεία του προσομοιωτή και η απόκρισή του στις μεταβολές συγκεκριμένων παραμέτρων του προβλήματος