Resumen

Presentamos un estudio de simulación de dinámica molecular de la difusión de la sonda y la dinámica de fricción de las partículas de Lennard-Jones en una serie de sistemas de n-alcanos líquidos desde C12 hasta C400 a 318 K, 418 K, 518 K y 618 K, para investigar la dependencia de la ley de potencia de la autodifusión de los líquidos poliméricos en sus pesos moleculares. Dos partículas LJ MY1 con una masa de 114 g/mol y MY2 con una masa de 225 g/mol se utilizan como sondas para modelar el amarillo de metilo. Observamos que se produce una clara transición en la dependencia de la ley de potencia de la autodifusión del n-alcano en el peso molecular (M) del n-alcano, Dself∼M-γ, en el intervalo C120∼C160 a temperaturas de 318 K, 418 K y 518 K, lo que corresponde a un cruce del régimen de "oligómero" al de "Rouse". También observamos que se produce una clara transición en la dependencia de ley de potencia del coeficiente de difusión DMY2 del peso molecular (M) del n-alcano, DMY2∼M-γ, a bajas temperaturas. El exponente γ para DMY2 muestra una transición brusca de 1,21 a 0,52 cerca de C36 a 418 K y de 1,54 a 0,60 cerca de C36 a 318 K. Sin embargo, no se encuentra tal transición para la molécula sonda MY2 a temperaturas de 518 K y 618 K y para la sonda MY1 a temperaturas de 418 K, 518 K y 618 K, pero el exponente de ley de potencia γ para MY1 a 318 K muestra en cambio una transición lineal o bastante lenta. La dependencia de la difusión de la sonda (DMY2) del peso molecular de la matriz (M) refleja un cambio significativo de la dinámica de la matriz asociada a la difusión de la sonda: un paso del régimen "tipo disolvente" al régimen "oligómero". A medida que aumenta el peso molecular del n-alcano, la relación Dself/DMY2 pasa a ser inferior a 1 y las moléculas de la sonda encuentran, a su vez, dos fricciones microscópicas diferentes en función de MMY/Matriz y de la temperatura. Se cree que una reducción de la fricción microscópica en las moléculas de la sonda que se difunden a un ritmo más rápido que las fluctuaciones del disolvente conduce a grandes desviaciones de la pendiente de la dependencia lineal de la fricción de MY2 en la longitud de la cadena del n-alcano a 318 K y 418 K.

• Materias:Reacciones químicas Electroquímica Biología molecular Química analítica Química de los alimentos
• Subjects:Chemical reactions Electrochemistry Molecular biology Analytical chemistry Food chemistry
• Palabras claves:dependencia de la ley de potencia, peso molecular, difusión de la sonda, dmy2, alcano, temperaturas, transición clara, moléculas de la sonda, estudio de simulación de dinámica molecular, exponente de la ley de potencia γ
• Keywords:power law dependence, molecular weight, probe diffusion, dmy2, alkane, temperatures, clear transition, probe molecules, molecular dynamics simulation study, power law exponent γ