كاربرد ميدان نيروي OPLS با جايگاه مجازي (OPLS-VSIL) در محاسبه‌ي خواص مختلف حجمي، ساختاري و ديناميكي مايعات‌يوني دوكاتيوني ايميدازوليومي

كارشناسي ارشد

در اين پژوهش، به بررسي كاربرد ميدان نيروي OPLS با جايگاه مجازي (OPLS-VSIL) در محاسبه‌ي خواص مختلف حجمي، ساختاري و ديناميكي مايعات‌يوني دوكاتيوني مبتني بر ايميدازوليوم و مقايسه‌ي نتايج حاصل با نتايج دو ميدان نيروي OPLS-2009IL و 0.8*OPLS-2009IL پرداخته شد. در واقع مي¬توان گفت كه هم اثر كاهش بار و هم اثر نوع توزيع بار بر روي حلقه¬هاي ايميدازوليوم براي محاسبه‌ي خواص مختلف مايعات‌يوني دوكاتيوني مبتني بر ايميدازوليوم مورد بررسي قرار گرفت. در ابتداي اين پژوهش، به بررسي خواص حجمي شامل چگالي و ضريب انبساط‌پذيري هم‌فشار پرداخته شد. مقايسه‌ي نتايج حاصل از چگالي‌هاي شبيه‌سازي¬شده با نتايج تجربي براي مايعات‌يوني مورد¬مطالعه نشان داد كه ميانگين انحراف چگالي از مقادير تجربي براي هر سه نوع ميدان نيروي مبتني بر OPLS تقريباً يكسان است. همچنين، در دو ميدان نيروي 0.8*OPLS-2009IL و OPLS-VSIL مشاهده شد كه با افزايش دما، چگالي‌هاي حاصل از اين دو نوع ميدان نيرو ، به صورت خطي كاهش مي¬يابد. درحالي¬كه در ميدان نيروي OPLS-2009IL نمي¬توان چنين روند منظمي را با افزايش دما مشاهده نمود. در ادامه، از شبيه‌سازي‌هاي ديناميك مولكولي براساس سه نوع ميدان¬ نيروي مبتني بر OPLS، براي محاسبه‌ي خواص ساختاري از جمله توابع توزيع شعاعي (RDF)، توابع توزيع فضايي (SDF)، توابع توزيع تركيبي (CDF)، آناليز همسايگي و آناليزهاي منطقه‌اي استفاده شد. در ابتدا نتايج توابع توزيع شعاعي به¬دست آمده از سه ميدان نيروي مبتني بر OPLS با نتايج حاصل از شبيه‌سازي AIMD مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه ميدان نيروي OPLS-VSIL در مقايسه با دو ميدان نيروي OPLS-2009IL و 0.8*OPLS-2009IL، از نظر مكان و شدت پيك¬هاي RDF تطابق بهتري با نتايج حاصل از شبيه‌سازي AIMD دارد. علاوه¬بر¬اين، نتايج به¬دست آمده از توابع توزيع تركيبي براي جهت‌گيري بين مولكولي بين دو حلقه‌ي كاتيون براي دو مايع‌يوني با طول زنجيره¬ي آلكيل مياني مختلف نشان داد كه قرار گرفتن موازي دو حلقه¬ در دو كاتيون مختلف در شبيه‌سازي حاصل از ميدان نيروي OPLS-VSIL نسبت به دو ميدان نيروي OPLS-2009IL و 0.8*OPLS-2009IL بهتر مشاهده مي¬شود. همچنين، نتايج نشان داد كه كاهش بار كل سيستم و نحوه¬ي توزيع بار تأثير قابل¬توجهي بر نتايج به¬دست آمده از آناليزهاي Domain و Voronoi نخواهد داشت. در نهايت در اين پژوهش، نتايج شبيه‌سازي‌هاي ديناميك مولكولي با استفاده از ميدان‌هاي نيروي مختلف مبتني بر OPLS براي محاسبه‌ي خواص ديناميكي مانند نفوذ، گرانروي، توابع همبستگي وان- هوف، ديناميك پيوند هيدروژني، جفت‌يوني، قفس‌يوني و بازجهت‌گيري برداري موربررسي قرار گرفت. محاسبات مربوط به ضرايب نفوذ براي دو مايع‌يوني مورد¬نظر نشان داد كه دو ميدان نيروي 0.8*OPLS-2009IL و OPLS-VSIL با بار كل e±1.6 نسبت به ميدان نيروي OPLS-2009IL با بار كل e±2.0 ديناميك سريعتري دارند. همچنين، ديناميك پيوند هيدروژني، جفت‌يوني، قفس‌يوني و بازجهت‌گيري برداري در دو ميدان نيروي 0.8*OPLS-2009IL و OPLS-VSIL سريعتر از ميدان نيروي OPLS-2009IL است، زيرا در اين دو ميدان نيرو، بار كلي سيستم به اندازه¬ي 20% كاهش پيدا كرده است. به¬طور¬كلي، مي¬توان دريافت كه ميدان نيروي OPLS-VSIL نسبت به دو ميدان نيروي OPLS-2009IL و 0.8*OPLS-2009IL، توانايي بهتري براي پيش¬بيني دقيق خواص مختلف مايعات‌يوني دوكاتيوني ايميدازوليومي ارائه مي¬دهد.

231489

دانشگاه اصفهان

شيمي - شيمي فيزيك

مجيد موسوي