Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena

Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena

Molecular dynamics simulations have been performed on pure liquid water, aqueous solutions of sodium chloride, and polymer solutions exposed to a strong external electric field with the goal to gain molecular insight into the structural response to the field. Several simulation methodologies have be...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in:Condensed Matter Physics
Date:2015
Main Authors: Nezbeda, I., Jirsák, J., Moučka, F., Smith, W.R.
Format: Article
Language:English
Published: Інститут фізики конденсованих систем НАН України 2015
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153577
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena / I. Nezbeda, J. Jirsák, F. Moučka, W.R. Smith // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 1. — С. 13602:1-10. — Бібліогр.: 26 назв. — англ.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-153577
record_format dspace
spelling Nezbeda, I.
Jirsák, J.
Moučka, F.
Smith, W.R.
2019-06-14T11:01:42Z
2019-06-14T11:01:42Z
2015
Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena / I. Nezbeda, J. Jirsák, F. Moučka, W.R. Smith // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 1. — С. 13602:1-10. — Бібліогр.: 26 назв. — англ.
1607-324X
DOI:10.5488/CMP.18.13602
arXiv:1504.00815
PACS: 68.03.Hj
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153577
Molecular dynamics simulations have been performed on pure liquid water, aqueous solutions of sodium chloride, and polymer solutions exposed to a strong external electric field with the goal to gain molecular insight into the structural response to the field. Several simulation methodologies have been used to elucidate the molecular mechanisms of the processes leading to the formation of liquid bridges and jets (in the production of nanofibers). It is shown that in the established nanoscale structures, the molecules form a chain with their dipole moments oriented parallel to the applied field throughout the entire sample volume. The presence of ions may disturb this structure leading to its ultimate disintegration into droplets; the concentration dependence of the threshold field required to stabilize a liquid column has been determined. Conformational changes of the polymer in the jetting process have also been observed.
Методом молекулярної динамiки виконано моделювання чистої води, водного розчину хлориду натрiю i полiмерних розчинiв, що пiддавалися дiї сильних зовнiшнiх електричних полiв з метою отримання молекулярних характеристик структурного вiдгуку на дiю цих полiв. Щоб встановити молекулярнi процеси, якi ведуть до формування рiдинних мiсткiв i струменiв (при виробництвi нановолокон), використано декiлька методологiй моделювання. Встановлено, що у структурах усталеного наномасштабу, молекули утворюють ланцюжок з дипольними моментами, орiєнтованими паралельно до прикладеного поля по всьому об’єму зразка. Присутнiсть iонiв може внести збурення в цю структуру, що приведе до її повної дезiнтеграцiї на краплини; встановлено залежнiсть порогового поля, необхiдного для стабiлiзацiї стовпця рiдини, вiд концентрацiї. Окрiм цього, спостерiгались конформацiйнi змiни полiмера в процесi формування струменя.
This work was supported by the Czech Science Foundation (Grant No. P208/12/0105). Access to computing facilities provided under the program ‘Projects of Large Infrastructure for Research, Development, and Innovations’ (LM2010005) is appreciated. The authors also would like to thank Professor Ronald G. Larson (University of Michigan) and the members of his group, especially Mr. Kyle Huston, for providing the parameter files for the PEG force field.
en
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
Condensed Matter Physics
Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
Застосування молекулярного моделювання: погляд на явища формування рiдинних мiсткiв i струменiв
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
spellingShingle Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
Nezbeda, I.
Jirsák, J.
Moučka, F.
Smith, W.R.
title_short Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
title_full Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
title_fullStr Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
title_full_unstemmed Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena
title_sort application of molecular simulations: insight into liquid bridging and jetting phenomena
author Nezbeda, I.
Jirsák, J.
Moučka, F.
Smith, W.R.
author_facet Nezbeda, I.
Jirsák, J.
Moučka, F.
Smith, W.R.
publishDate 2015
language English
container_title Condensed Matter Physics
publisher Інститут фізики конденсованих систем НАН України
format Article
title_alt Застосування молекулярного моделювання: погляд на явища формування рiдинних мiсткiв i струменiв
description Molecular dynamics simulations have been performed on pure liquid water, aqueous solutions of sodium chloride, and polymer solutions exposed to a strong external electric field with the goal to gain molecular insight into the structural response to the field. Several simulation methodologies have been used to elucidate the molecular mechanisms of the processes leading to the formation of liquid bridges and jets (in the production of nanofibers). It is shown that in the established nanoscale structures, the molecules form a chain with their dipole moments oriented parallel to the applied field throughout the entire sample volume. The presence of ions may disturb this structure leading to its ultimate disintegration into droplets; the concentration dependence of the threshold field required to stabilize a liquid column has been determined. Conformational changes of the polymer in the jetting process have also been observed. Методом молекулярної динамiки виконано моделювання чистої води, водного розчину хлориду натрiю i полiмерних розчинiв, що пiддавалися дiї сильних зовнiшнiх електричних полiв з метою отримання молекулярних характеристик структурного вiдгуку на дiю цих полiв. Щоб встановити молекулярнi процеси, якi ведуть до формування рiдинних мiсткiв i струменiв (при виробництвi нановолокон), використано декiлька методологiй моделювання. Встановлено, що у структурах усталеного наномасштабу, молекули утворюють ланцюжок з дипольними моментами, орiєнтованими паралельно до прикладеного поля по всьому об’єму зразка. Присутнiсть iонiв може внести збурення в цю структуру, що приведе до її повної дезiнтеграцiї на краплини; встановлено залежнiсть порогового поля, необхiдного для стабiлiзацiї стовпця рiдини, вiд концентрацiї. Окрiм цього, спостерiгались конформацiйнi змiни полiмера в процесi формування струменя.
issn 1607-324X
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/153577
citation_txt Application of molecular simulations: Insight into liquid bridging and jetting phenomena / I. Nezbeda, J. Jirsák, F. Moučka, W.R. Smith // Condensed Matter Physics. — 2015. — Т. 18, № 1. — С. 13602:1-10. — Бібліогр.: 26 назв. — англ.
work_keys_str_mv AT nezbedai applicationofmolecularsimulationsinsightintoliquidbridgingandjettingphenomena
AT jirsakj applicationofmolecularsimulationsinsightintoliquidbridgingandjettingphenomena
AT mouckaf applicationofmolecularsimulationsinsightintoliquidbridgingandjettingphenomena
AT smithwr applicationofmolecularsimulationsinsightintoliquidbridgingandjettingphenomena
AT nezbedai zastosuvannâmolekulârnogomodelûvannâpoglâdnaâviŝaformuvannâridinnihmistkivistrumeniv
AT jirsakj zastosuvannâmolekulârnogomodelûvannâpoglâdnaâviŝaformuvannâridinnihmistkivistrumeniv
AT mouckaf zastosuvannâmolekulârnogomodelûvannâpoglâdnaâviŝaformuvannâridinnihmistkivistrumeniv
AT smithwr zastosuvannâmolekulârnogomodelûvannâpoglâdnaâviŝaformuvannâridinnihmistkivistrumeniv
first_indexed 2025-11-30T17:04:23Z
last_indexed 2025-11-30T17:04:23Z
_version_ 1850858209285242880

Similar Items