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

هدف از این مطالعه، شبیه‌سازی سیستمی متشکل از آب-نانوذرات طلا و بررسی ویژگی‌های و نحوه انتقال گرما از نانو ذرات به محلول می‌باشد. شرایط اولیه سیستم با کمک دو نرم‌افزار متن‌باز packmol و moltemplate، و معادلات حاکم، در نرم‌افزار متن‌باز lammps برای سیستم موردنظر تعریف شد. تحلیل‌های بعد از شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزارهای 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 می‌شود. همچنین نرخ افزایش کشش سطحی با افزایش غلظت نانو ذرات و کسرمولی، در نانو ذرات با قطر بیشتر، نسبت به نانو ذرات کوچک‌تر، بیشتر است. در پروسه خنک‌سازی نانو ذرات، گرما در محلول در فاصلهnm 2 در فاصله زمانی کمتر از ps5 انتقال پیدا می‌کند و رسانش گرمایی در اولین لایه آب نزدیک به نانوذره 50 بیش از دیگر قسمت‌های محلول است. بنابراین می‌توان 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 می‌یابد. این پدیده می‌تواند به منجر به بالا رفتن بازده نانو سیال در روش‌های تشخیصی و درمانی شود. در صورت استفاده از نانو ذرات طلا در هایپرترمیا، افزایش دما اثر بیشتری بر مرگ سلول‌های سرطانی نزدیک نانوذره نسبت به بافت‌های سالم توموری در فاصله دورتر خواهد داشت.

surface characteristics and thermal conductivity of gold-waternanostructure using molecular dynamic simulation

the aim of this study is simulating a system of water-gnps and investigating nanofluid specificationsand heat transfer proses from nanoparticles to solution. the initial condition is coordinated by the use of packmol and moltemplate codes, general equations were applied by the use of lammps open-source code. post-processing methods were down by the use of matlab, vmd and python software. heat transfer proses from gnps to solution investigated by the use of snemd method. according to the result, adding gnps reduces the interface layer and increases surface tension value. the rate of surface tension and mole fraction enhancement with the bigger gnps is greater than the system with smaller gnps. in cooling proses, the heat transfers fewer than 5ps in 2mm and heat conduction in the first layer of water is 50%greater than other parts of the fluid. it can be concluded that, when the molecular density increases near the surface of nanofluid, and reduction of surface tension, nanofluids dispersion with organic fluid is less possible. this phenomenon helps to increase the diagnosis and treatment efficiency. therefore, by the use of gnps in hyperthermia, increasing temperature has higher impacts on cancer cells closer to gnps than far normal cells.