بررسی عبور آب از نانوکانال متشکل از صفحات گرافن به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی

در سال های اخیر، تصفیه آب با کمک صفحات گرافن مورد توجه محققین قرارگرفته است. در فرایند تصفیه درک مکانیزم عبور آب از گرافن در ابعاد مولکولی و سنجش تاثیر پارامترهای مختلف بر آن، به طراحی بهینه فرایند کمک می کند. در این تحقیق، با استفاده از روش دینامیک مولکولی مکانیزم و پارامترهای موثر بر عبور آب از یک نانوکانال متشکل از صفحات گرافن مورد بررسی قرارگرفته است. در این مطالعه اثر تغییر فشار اعمالی وارده به سیال و ابعاد هندسی کانال بر روی دبی جریان، توزیع چگالی و ضریب نفوذ مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که آب، در هنگام عبور از نانوکانال، ساختار لایه ای به خود می گیرد. همچنین با افزایش فشار اعمالی، نفوذپذیری، سرعت و میزان آب عبوری از نانوکانال به صورت موثری افزایش می یابد. به طوری که با افزایش اختلاف فشار از ۱۰۰ به ۵۰۰ مگاپاسگال، دبی عبوری بیش از ۴۵ برابر افزایش می یابد. نتایج مطالعه همچنین نشان داد که در یک مقطع با مساحت مشخص، دبی نانوکانال مربعی ۸/۲ بیش از هنگامی است که نسبت اضلاع کانال ۴ به ۱ باشد.

Keywords:

دینامیک مولکولی , عبور آب , صفحات گرافن , جریان در نانوکانال , توزیع چگالی