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Structure and dynamics of supercooled water in nanopores
Oscar Mittempergher
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physik
Betreuer*in
Christoph Dellago
DOI
10.25365/thesis.71445
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-24942.16602.526211-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Eine Substanz wird unterkühlte Flüssigkeit genannt, wenn ihre Temperatur unter dem Schmelzpunkt liegt, sie aber noch immer in der flüssigen Phase verweilt. Um das Gefrieren beim Abkühlen der Flüssigkeit unter ihrem Schmelzpunkt zu verhindern können der Flüssigkeit Substanzen beigement werden die ein Gefrieren verhindern, Kristallisationskeime aus der Flüssigkeit entfernt werden oder die Flüssigkeit in Volumina eingeschlossen werden deren Maße im Bereich einiger Nanometer liegen. In dieser Arbeit wird die Struktur und Dynamik des Wassermodells tip4p/2005, eingeschlossen in einem zylindrischen Volumen mit einem Durchmesser von 6nm, 8nm und 14nm bei verschiedenen Temperaturen und Standarddruck, mittels Molekulardynamik simuliert. Gefunden wurde Brownsche Diffusion, wobei für den Zylinder mit Durchmesser von 14nm nicht-Brownsche Diffusion parallel zur Zylinderachse auftrat, die auf einen nicht-verschwindenden Drehimpuls des Ensembles zurückzuführen war. Die Strukturanalyse mittels Radiusabhängiger Dichteverteilung und Paarkorrelationsfunktion deutet darauf hin, dass alle Ensembles die flüssige Phase beibehielten.
Abstract
(Englisch)
A substance is called a supercooled liquid, when its temperature is below the melting point, but it is still in liquid phase. To achieve this phase one either adds substances that inhibit freezing, removes crystallization seeds from the liquid or encloses the liquid in volumes in the nanometre range. In this thesis we have a look at structure and dynamics of the tip4p/2005 water model, by means of molecular dynamics simulation, enclosed in a cylindrical volume with diameters of 6nm, 8nm and 14nm at different temperatures and standard pressure. We found Brownian diffusion and non-Brownian diffusion perpendicular to the cylinder axis for the cylinder with a diameter of 14nm, due to a non-vanishing angular momentum. The structure analysis via radial density distribution and pair correlation function led to the conclusion that the ensemble remained in its liquid phase.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Unterkühltes Wasser tip4p 2005 Molekulardynamik Nanoporen
Autor*innen
Oscar Mittempergher
Haupttitel (Englisch)
Structure and dynamics of supercooled water in nanopores
Paralleltitel (Deutsch)
Struktur und Dynamik von unterkühltem Wasser in Nanoporen
Publikationsjahr
2022
Umfangsangabe
44 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christoph Dellago
AC Nummer
AC16561142
Utheses ID
62337
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |