Análisis dinámico y estructural del agua de hidratación y confinada en partículas de sílice amorfa porosa: reformulación de los parámetros de orden tetrahédricos

ERICA PATRICIA SCHULZ; MARISA A. FRECHERO

Bariloche, Rio Negro

Congreso; 98º Reunión Nacional de la Asociación Física Argentina; 2013

Asociación Física Argentina

Muchas disciplinas persiguen elucidar la interacci´on de las especies en el orden nanom´etrico debido a que sucomprensi´on haciendo uso de las leyes que conocemos para sistemas macrosc´opicos nos conduce a menudo ainterpretaciones y/o predicciones del comportamiento que no son completamente acertadas. La interacci´on entreel agua y las part´ıculas nanom´etricas de s´ılice son objeto de inter´es en varios campos de la ciencia. Podr´ıamosmencionar el meteorol´ogico (granizo), el industrial (tratamiento de aguas crudas y efluentes), el energ´etico (s´ıli-ce funcionalizada para conductores i´onicos1) y en el bi´ologico (coloidosomas2), entre muchos otros. En estetrabajo realizamos la simulaci´on de din´amica molecular de part´ıculas de s´ılice amorfa porosa -con dimensionesnanom´etricas- y su interacci´on con agua a 300 K, utilizando el entorno de simulaci´on LAMMPS (Large-scaleAtomic/Molecular Massively Parallel Simulator). Nos enfocamos en el arreglo espacial y la din´amica que alcanzanlas mol´eculas de agua al estar confinadas dentro de una distribuci´on irregular de poros de variadas dimensiones.Proponemos una reformulaci´on de las definiciones de par´ametros obtenidos de la literatura3-5 que eval´uan elordenamiento tetra´edrico de agua pura (bulk) con el objeto de considerar las restricciones geom´etricas impuestaspor el confinamiento. Diferenciamos el comportamiento din´amico del agua dentro y fuera de los poros poniendo´enfasis en el equilibrio din´amico entre las mol´eculas de agua confinadas y el agua en la superficie de la part´ıcula(primera esfera de hidrataci´on). Adicionalmente, evaluamos la aparici´on de artefactos en la informaci´on obtenidarespecto de la estructuraci´on observada en el solvente como consecuencia de la elecci´on de ciertos par´ametros desimulaci´on como por ejemplo el radio de corte en la evaluaci´on de las interacciones. 1.- Jin Y. G.; Qiao S. Z.; XuZ.; Yan Z.; Huang Y.; da Costa J. C. D.; Lu G. Q.. J. Mater. Chem., 19, 2363-2372, 2009. 2.- Wang H.; Zhu X.;Tsarkova L.; Pich A.; Moller M.. ACSNano, 5, No 5, 3937-3942, 2011. 3.- Chau P. L.; Hardwick A. J..MolecularPhysics, 93, No 3, 511- 518, 1998. 4.- Errington J. R.; Debenedetti P.G.. Nature, 409, 18 Jan. 2001. 5.- ShirataniE.; Sasai M.. J. Chem. Phys., 108, 3264, 1998.