Influencia del espesor en la estabilidad de películas de fluidos de Lennard-Jones libres

Abstract

We carried out molecular dynamics simulations to study the critical thickness of thin layers of Lennard-Jones fluid without surfactants. The critical thickness corresponds to stable thin layers, and below that critical value the thin layers contract to form spherical drops. The calculation of the critical thickness is dependent on the size of the molecular-dynamics simulation-cell. An extrapolation of the results shows that the thickness will be around ~ 8.88 reduced units (~ 3.32 nm in a fluid such as methane) at a reduced temperature of 0.72. This value is similar to those that would present a bridge of pure water molecules in hydrophilized nanotubes. The finite size of the simulation cell also affects properties such as the thickness of the interface, vapor / liquid densities.

Llevamos a cabo simulaciones de dinámica molecular para estudiar el grosor crítico de capas delgadas de fluido Lennard-Jones sin surfactantes. El espesor crítico corresponde a capas finas estables, y debajo de ese valor crítico las capas finas se contraen para formar gotas esféricas. El cálculo del espesor crítico depende del tamaño de la célula de simulación de dinámica molecular. Una extrapolación de los resultados muestra que el grosor será de aproximadamente 8.88 unidades reducidas (~ 3.32 nm en un fluido como el metano) a una temperatura reducida de 0.72. Este valor es similar a los que presentarían puentes de moléculas de agua pura en nanotubos hidrofilizados. El tamaño finito de la celda de simulación también afecta a propiedades como el espesor de la interfaz, y las densidades de las fases líquido / vapor.