بهینه‌سازی انواع ساختارهای هندسی گرافن‌اکسید و آب

به گزارش روابط‌عمومی بنیاد ملی علم ایران (INSF)، «محاسبات کوانتم مکانیکی و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برهم‌کنش مولکول‌های آب با ساختار‌های مختلف گرافن‌اکسید» طرح پژوهشی محسن عباسپور عضو هیئت‌علمی دانشگاه حکیم سبزواری است که با حمایت بنیاد ملی علم ایران به پایان رسانده است‌.

عباسپور با مدرک دکتری تخصصی شیمی - شیمی فیزیک از دانشگاه فردوسی مشهد درباره این طرح توضیح داد: گرافن‌اکسید کاربرد‌های بالقوه مختلفی در الکترونیک، ذخیره انرژی، سلول‌های خورشیدی، فناوری‌های زیستی و غشا‌های مولکولی جدا‌کننده دارد. در سال‌های اخیر، علاقه زیادی به غشا‌های گرافن‌اکسید برای انتقال سریع آب در کاربرد‌هایی نظیر نمک‌زدایی و تصفیه آب و رطوبت‌زدایی شده است.

وی افزود: بیشتر مطالعات نظری و شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی که در سیستم "گرافن‌اکسید+آب" انجام شده است از مدل‌های پتانسیل برهم‌کنش تقریبی و غیرواقعی و واکنش‌ناپذیر استفاده می‌کنند و رفتار پیوند‌ها و زوایای بین اتم‌ها را به‌طور واقعی منظور نمی‌کنند و در نتیجه نتایج به‌دست‌آمده با تجربه اختلاف دارد.

این محقق و پژوهشگر در ادامه بیان کرد: مدل‌های واکش‌پذیر یا کوانتمی هم که وجود دارند فقط یک گروه یا ساختار خاصی از گرافن‌اکسید را در نظر گرفته‌اند. در حقیقت هر چقدر تابع انرژی پتانسیل بین مولکولی دقیق‌تر و واقعی‌تر باشد نتایج با تجربه توافق بهتری خواهند داشت.

وی تصریح کرد: تاکنون مدل پتانسیل دقیق و واقعی که بتواند برهم‌کنش‌های بین گرافن‌اکسید و آب را پیش‌بینی کند پیشنهاد نشده است. پتانسیل برهم‌کنش بین مولکولی جدید آب و ساختار‌های گرافنی می‌تواند به عنوان مرجع معتبری برای محاسبات دقیق بعدی باشد.

عباسپور در پایان خاطر نشان کرد: بهینه‌سازی انواع ساختار‌های هندسی گرافن‌اکسید و آب در جهت‌گیری‌های مختلف از جمله اهداف انجام این طرح بود. نتایج این طرح قابل استفاده در تحقیقات مربوط به محاسبات و شبیه‌سازی‌های گرافن‌اکسید در محیط آبی نیز است.