Huvudmeny

Beräkningsstudier på molekyl- och makronivå av molekylär genomtränglighet i polymera material (Avslutat )

Diarienummer

FO2012/97

Startdatum

2013-01-01

Slutdatum

2015-06-30

Målet för detta projekt är att med hjälp av beräkningar/simuleringar studera genomträngligheten av små molekyler genom kompositmaterial av polymerer och kolbaserade nanopartiklar eller nanopartiklar av lera.

Kompositmaterial där nanopartiklar tillsatts en plast har i många fall visat sig ha bättre egenskaper än plasten i sig. Till exempel minskar genomträngligheten av syrgas om plasten blandats med tallriksformade nanomaterial.

Användningen av simuleringar på atomnivå har fördelen att man i detalj kan följa atomer och molekylers rörelser över tid. Dessutom kan man beräkna ett materials egenskaper på både mikro och makro-nivå. I en datormodell kan man lätt göra ändringar i sammansättningen av materialet och man kan därmed förutsäga egenskaper hos nya material. De data man får fram i en atomistisk modell kan sedan användas som startbetingelser i en simulering vid en större skala (t.ex. finita element metoder). Att på detta sätt kombinera simuleringar i olika skalor kallas för multiskal-modellering, vilket är ett kraftfullt verktyg inom materialdesign och en metod som legat till grund för utnämningen av Nobelpriset i Kemi 2013.

I detta projekt beräknas koefficienter för diffusion, löslighet och permeabilitet för små molekyler genom kompositmaterial. Metoderna som används är företrädesvis molekyldynamik och Monte Carlo-simuleringar. Resultaten från dessa atomistiska simuleringar används sedan vid finita element-beräkningar.

Detta projekt finansieras delvis av KK-stiftelsen.