Interakce malých molekul s povrchy vdW materiálů

Dalibor TEIMER

Bachelor's thesis

Interaction of small molecules with surfaces of vdW materials

Abstract:

Interakce s povrchy vdW materiálů jsou důležité u mnoha technologických procesů ovlivňující celou řadu výrobních postupů jako například tomu může být u senzoriky či technologií týkající se skladování energie. Tato práce se zabývá studiem interakcí různě polárních molekul ethanolu, hexanu a acetonu s povrchem jedno-vrstvého a dvou-vrstvého fluorografenu pomocí molekulové dynamiky. Důraz byl kladen hlavně na místa s vysokou povrchovou energií (HSES), které bývají na povrchu materiálu občas přítomny ve formě schodů, vzniklými navrstvením více vrstev fluorografenu, nebo strukturních defektů. Pozornost byla také věnována různým metodám výpočtu elektrostatických interakcí v MD. Ukázalo se, že metoda Particle-Mesh Ewald, která je hojně používaná v simulacích kondenzovaných fází, není příliš vhodná pro simulace polárních molekul na 2D površích v řídkých prostředích.

Abstract:

Interactions with surfaces of van der Waals materials are important in many technological processes, that affect a whole range of procedures, such as sensory or technology of energy storage. This thesis studies via molecular dynamics method interaction of molecules that differs in polarity ethanol, hexane and acetone with a surface of mono-layered and bi-layered fluorographene. I focused on investigation of high surface energy sites (HSES), which are occasionally present on the surface in form of steps, creation of surface layering and formation of structural defects. An attention was paid also to various methods of summation electrostatic interactions. It was shown that Particle-Mesh Ewald, which is a method commonlz used in case of condensed phases, doesn't seem to be the right one for simulations on 2D surfaces in sparse environments.

Keywords

Grafen, fluorografen, molekulární dynamika, mezimolekulové interakce, místa s velkou povrchovou energií

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 8. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Martin Pykal

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Applied Chemistry