КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 24-23-00528
НазваниеВычислительный скрининг модификаторов агрегативного поведения несмешивающихся жидкостей в пористой среде
РуководительСизов Владимир Викторович, Кандидат химических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет", г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2024 г. - 2025 г. |
Конкурс№89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах, 03-702 - Моделирование адсорбции и каталитических превращений
Ключевые слованесмешивающиеся жидкости, агрегация, пористая среда, компьютерное моделирование, молекулярная динамика, вычислительный скрининг
Код ГРНТИ31.15.35
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Настоящий проект направлен на разработку и апробацию стратегии вычислительного скрининга поверхностно-активных веществ, используемых в качестве модификаторов агрегативного поведения систем углеводород–вода в пористой среде. Подобные объекты могут представлять интерес в контексте создания ПАВ и их композиций для использования в процессах третичной нефтедобычи. Предлагаемая стратегия скрининга предполагает формулирование набора варьируемых структурных характеристик рассматриваемых веществ и их ключевых физико-химических свойств, рассчитываемых с использованием методов компьютерного моделирования. В рамках предлагаемой стратегии в настоящем проекте будет проведено систематическое вычислительное исследование, по результатам которого можно будет судить об успешности использованного подхода.
В качестве кандидатов на роль ПАВ в данном проекте будут исследоваться моно- и полиатомные спирты и органические кислоты на основе пяти распространенных углеводородных структур – октана, циклогексана, декалина, бензола и нафталина. Для каждой из перечисленных «платформ» будет рассмотрена серия соединений, отличающихся количеством, положением и природой кислородсодержащих полярных групп, которые будут задавать требуемый баланс гидрофильно-гидрофобных характеристик молекул ПАВ. В качестве несмешивающихся жидкостей будут взята система н-декан–вода, а в качестве пористой среды – гидрофобная углеродная щелевидная пора. Компьютерное моделирование будет проводиться методом молекулярной динамики с использованием силового поля GROMOS. Основное внимание при моделировании будет уделяться типам образующихся надмолекулярных агрегатов, адсорбции поверхностно-активных веществ на твердой поверхности и их склонности к самоагрегации. В качестве факторов, влияющих на поведение исследуемых систем, будет рассматриваться соотношение декана и воды, а также концентрация поверхностно-активной добавки.
Результаты выполнения проекта позволят оценить эффективность предложенного подхода к организации вычислительного скрининга и будут способствовать более широкому внедрению вычислительных методов в исследованиях, посвященные направленному поиску веществ с заданными физико-химическими свойствами. Кроме того, данные моделирования позволят провести ранжирование рассмотренных соединений по их эффективности в качестве модификаторов агрегативного поведения и определить наиболее перспективные из них.
Ожидаемые результаты
Основным результатом выполнения проекта будет оценка эффективности предложенной методики вычислительного скрининга поверхностно-активных веществ, используемых для воздействия на агрегативное поведение систем углеводород-вода в пористых средах. Кроме того, в рамках проекта предполагается получение значительного объема данных для конкретных ПАВ, включающих описание их влияние на типы надмолекулярных агрегатов, образующихся в системах различного состава, величину адсорбции ПАВ на твердой поверхности и склонность исследованных веществ к самоагрегации при условиях проведения моделирования. Для наиболее эффективных ПАВ будет детально рассмотрено влияние их концентрации на агрегативное поведение системы. В целом, результаты выполнения проекта могут способствовать реализации вычислительных исследований как по сходной проблематике, так и в смежных областях, а также повышению интереса к использованию вычислительных методов в качестве составной части комплексных поисковых исследований – как фундаментальных, так и ориентированных на практические приложения.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ