Gas-liquid critical behavior of dipolar soft spheres

• Applicant: Professor Dr. Reinhard Hentschke
• Subject Area: Theoretical Chemistry: Electronic Structure, Dynamics, Simulation ; Physical Chemistry of Molecules, Liquids and Interfaces, Biophysical Chemistry
• Term: from 2008 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 69014958

Die Frage, ob reine Dipol-Dipol-Wechselwirkung Phasentrennung in Gas und Flüssigkeit hervorrufen kann, ist ein grundlegendes Problem in der Theorie der Flüssigkeiten - vergleichbar zum Gefrieren harter Kugeln, entdeckt aufgrund früher Computersimulationen von Alder und Wainwright. Kürzlich konnten wir zeigen, dass ein Fluid aus geladenen Hantelmolekülen, das bei verschwindendem Ladungsabstand zum dipolaren Fluid wird, tatsächlich einen gas-flüssig-kritischen Punkt besitzt und zwar auch beim kleinstmöglichen Ladungsabstand. Ausgehend von den erhaltenen kritischen Parametern soll nun direkt das korrespondierende Fluid aus dipolaren Kugeln mit weicher isotroper Abstoßung untersucht werden. Im Fall, dass unsere Simulationen tatsächlich den kritischen Punkt lokalisieren, wäre dies der erste entsprechende Nachweis für ein System mit Anziehung basierend auf reiner Dipol-Dipol-Wechselwirkung. Zusätzlich beabsichtigen wir, in einem detaillierten Vergleich von Monte Carlo und Molekulardynamik, Resultate für die Längenverteilung der reversiblen Dipolketten, die sich in der Nähe des kritischen Punktes bilden, zu erzielen. Wir erwarten davon Aufschluss bezüglich ungelöster Diskrepanzen zwischen Molekulardynamik und Monte Carlo-Simulationen, die eine mögliche Ursache dafür sind, warum trotz intensiver Bemühungen bisher kein direkter Nachweis eines gas-flüssig-kritischen Punktes in Systemen mit reiner Dipol-Dipol-Wechselwirkung als einzige Quelle anziehender Wechselwirkung gefunden worden ist.

• DFG Programme: Research Grants