Análise das propriedades dinâmicas e estruturais da água confinada entre placas hidrofóbicas
Resumo
Neste trabalho estudamos as propriedades da água confinada por folhas de grafeno via
Dinâmica Molecular Clássica. O principal objetivo dessa dissertação é compreender
como as propriedades dinâmicas e estruturais da água confinada podem ser alteradas
devido ao confinamento geométrico, entre elas o perfil da densidade, a formação de camadas,
o número médio de ligações de hidrogênio e o processo difusivo das moléculas
de água. A geometria confinante foi construída através de duas folhas de grafeno alinhadas
paralelamente uma em relação a outra separadas por uma distância "d". Tanto
a distância "d" como a temperatura do sistema foram variadas de modo a obtermos diferentes
graus de confinamento e condições termodinâmicas. Os valores utilizados foram
d=7, 9, 11, 15, 20, 25 e 30Å e T=280, 300 e 320K. Além disso, todas as simulações foram
realizadas com o código computacional GROMACS (do inglês GROningen Machine for
Chemical Simulations) em um ensemble NVT (ensemble onde o número de partículas,
volume e pressão são mantidos constantes) usando o modelo de água SPC/E (do inglês
Simple Point Charge/Extend). Para esses sistemas foi encontrado que o confinamento
induz a formação de camadas de moléculas de água e o número de camadas dependem
do grau de confinamento. Devido a esta estruturação, foi analisado o número médio de
ligações de hidrogênio por moléculas de água e a difusão dessas moléculas nas respectivas
camadas (central e próximas as paredes confinantes). Concluiu-se que a formação
de camadas está diretamente relacionado com a quebra das ligações de hidrogênio.