ویژگی های سطحی و نحوه انتقال گرما در نانوسامانه طلا-آب به روش مدلسازی دینامیک مولکولی

هدف از این مطالعه، شبیه سازی سیستمی متشکل از آب-نانوذرات طلا و بررسی ویژگی های و نحوه انتقال گرما از نانو ذرات به محلول می باشد. شرایط اولیه سیستم با کمک دو نرم افزار متن باز Packmol و Moltemplate، و معادلات حاکم، در نرم افزار متن باز LAMMPS برای سیستم موردنظر تعریف شد. تحلیل های بعد از شبیه سازی با استفاده از نرم افزارهای MATLAB، VMD و Python انجام گردید. برای بررسی پروسه انتقال گرما از نانو ذرات طلا به محلول از روش SNEMD استفاده شد.طبق نتایج، اضافه نمودن نانو ذرات طلا به آب باعث کاهش ضخامت سطح تقابل آن و افزایش انسجام ذرات سیال در این سطح می شود. همچنین نرخ افزایش کشش سطحی با افزایش غلظت نانو ذرات و کسرمولی، در نانو ذرات با قطر بیشتر، نسبت به نانو ذرات کوچک تر، بیشتر است. در پروسه خنک سازی نانو ذرات، گرما در محلول در فاصلهnm 2 در فاصله زمانی کمتر از ps5 انتقال پیدا می کند و رسانش گرمایی در اولین لایه آب نزدیک به نانوذره 50 بیش از دیگر قسمت های محلول است. بنابراین می توان نتیجه گرفت، با افزایش چگالی مولکولی در سطح نانو سیال، و کاهش سطح تقابل لایه سطحی، احتمال اختلاط نانو سیال با مایعات داخل بدن کاهش می یابد. این پدیده می تواند به منجر به بالا رفتن بازده نانو سیال در روش های تشخیصی و درمانی شود. در صورت استفاده از نانو ذرات طلا در هایپرترمیا، افزایش دما اثر بیشتری بر مرگ سلول های سرطانی نزدیک نانوذره نسبت به بافت های سالم توموری در فاصله دورتر خواهد داشت.