Molecular dynamics studies on nanoscale confined liquids
Nanoboyutlu kanallarda hapsedilmiş sıvıların moleküler dinamik simülasyonları
- Tez No: 1024968
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ BEŞKÖK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Physics and Physics Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Southern Methodıst Unıversıty Texas
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Nano Kanallarda Sıvı Taşınımı, özellikle son yıllarda, biyokimya, tıp bilimi ve mühendislik gibi çeşitli alanlardaki potansiyel uygulamaları nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Nanofluidik alanında yeni fikirler ortaya koymak ve bu alanı keşfetmek için moleküler simülasyon teknikleri, üretim ve ölçüm süreçlerinde karşılaşılan deneysel zorluklar nedeniyle ideal bir yöntem hâline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, nanoboyuttaki kanallarda sıvı taşınım davranışını araştırmak amacıyla moleküler dinamik simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Tezin kapsamı, nanoboyutta sıvı taşınımı ile ilgili bazı temel konuları içermektedir. Bunlar arasında; nanoboyutta sıkışmış sıvıların özellikleri, arayüzey akışları ve sıvıların katı yüzeylerdeki kayma davranışları, elektrokinetik taşınım olayları ile süreklilik çözümlerinin sınırları ve süreklilik temelli modellerin geliştirilmesi yer almaktadır. Araştırmamızın temel amacı, kanal boyutu, duvar eğriliği, yüzey yükü, tuz iyonları, sıvı-duvar arayüzey etkileşim şiddeti ve sürücü kuvvet gibi çeşitli fiziksel değişkenlerin nanokonfine sıvı davranışına olan etkilerini sistematik bir şekilde incelemektir. Özellikle yoğunluk dağılımlarındaki değişimleri, moleküler yönelimleri, hız profillerini, viskoziteleri, kayma uzunluklarını ve akış hızlarını analiz ediyor; bunların, tanımlanmış termodinamik koşullardaki klasik süreklilik teorileriyle olan sapmalarını belirliyoruz. Ayrıca, elektroosmotik akışlar için kayma düzeltmeleri içeren süreklilik temelli analitik çözümler geliştirerek, nano kanallardaki taşınımı doğru bir şekilde öngörebilen modeller sunuyoruz.
Özet (Çeviri)
Liquid transport in nanochannels have been attracting great interests, especially for last two decades, owing to its potential applicability in various fields including biochemistry, medical science and engineering. For exploring and generating new ideas in the field of nanofluidics, molecular simulation techniques have become an ideal way due to the experimental challenges impeding the field of nanofluidics in fabrication and measurements. In this dissertation, we perform molecular dynamics simulations to investigate liquid transport behavior in nanoscale channels. The expanse of this dissertation concerns several fundamental topics in nanoscale liquid transport phenomena such as liquid properties in nanoscale confinements, interfacial flows and slippage of fluids at the solid interface, electrokinetic transport phenomena, and limits of continuum solutions along with developing continuum models. Our objectives are to systematically investigate the effects of several physical variables such as channel size, wall curvature, surface charge, salt ions, liquid-wall interfacial strength and driving force on the nanoconfined liquid behavior. Specifically, we examine the variations of density distributions, molecular orientations, velocity profiles, viscosities, slip lengths and flow rates, and identify the deviations from well-known continuum bulk properties at predefined thermodynamic state. Furthermore, we develop continuum-based analytical solutions with slip corrections for electroosmotic flows that accurately predict transport in nanochannels.
Benzer Tezler
- Molecular dynamics studies on manipulation of surface wetting using nanoscale surface structures
Nano ölçekli yüzey yapıları kullanarak yüzey ıslatma manipülasyonu üzerine moleküler dinamik çalışmaları
HÜSEYİN GÖKBERK ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
- Molecular dynamics studies on heat transfer control between water and silica using nanoscale surface patterns
Su ve silika arasındaki ısı transferinin nano-ölçek yüzey yapıları kullanarak kontrolü üzerine moleküler dinamik çalışmaları
CELAL CAN ÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
- Molecular dynamics studies on wetting behavior of silicon surfaces and heat transfercharacteristics of electrolyte solution filled silicon nano-channels
Silikon yüzeylerin ıslatma davranışları ve elektrolit çözeltisi dolu silikon nano-kanalların ısıtransfer özellikleri üzerine moleküler dinamik çalışmaları
ABDULLAH CİHAN ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
- Bükümlü ışıkların nanoboyutlu yarıiletken ve moleküler yapılardaki kuantum elektron dinamiği üzerindeki etkisi
The effect of twisted light on quantum electron dynamics of nanoscale semiconductor and molecular structures
FATİH KOÇ
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiBitlis Eren ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KORAY KÖKSAL
- Structural and mutational studies: Molecular dynamics simulations of NMDA type glutamate receptor and formate dehydrogenase enzyme
Yapısal ve mutasyonel çalışmalar: NMDA tipi glutamat reseptörü ve format dehidrogenaz enziminin moleküler dinamik simülasyonları
BURAK SERVİLİ
Doktora
İngilizce
2023
BiyokimyaKadir Has ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEBNEM EŞSİZ