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생체막이나 전극 등의 표면에서 물분자가 중요한 역활을 한다는 것은 많이 알려진 사실이다. 본 논문에서는 표면에서의 물분자의 구조에 대해 알아보기 위하여 표면을 포함한 물모델에 대한 모의실험을 하였다. 사용된 모델은 물분자 222개로 이루어져 있고, 온도 300K에서 액체와 기체가 평형을 이루고 있다. 구 중심으로부터의 거리에 대한 밀도분포곡선을 통해 액체와 기체의 경계에 밀도의 전이구역이 존재함을 알았다. 물모델을 구 중심으로부터의 거리에 따라 층별로 나누어 분자의 방향성을 알아본 결과 표면 근처에서는 물분자의

생체막이나 전극 등의 표면에서 물분자가 중요한 역활을 한다는 것은 많이 알려진 사실이다. 본 논문에서는 표면에서의 물분자의 구조에 대해 알아보기 위하여 표면을 포함한 물모델에 대한 모의실험을 하였다. 사용된 모델은 물분자 222개로 이루어져 있고, 온도 300K에서 액체와 기체가 평형을 이루고 있다. 구 중심으로부터의 거리에 대한 밀도분포곡선을 통해 액체와 기체의 경계에 밀도의 전이구역이 존재함을 알았다. 물모델을 구 중심으로부터의 거리에 따라 층별로 나누어 분자의 방향성을 알아본 결과 표면 근처에서는 물분자의 이등분선이 표면과 나란히 놓여있는 구조의 분자가 많이 존재함을 알 수 있었다. 밀도분포곡선으로부터 구 안 쪽의 액체 부분과 바깥쪽의 표면을 나누어 확산계수를 각각 구하여 운동성을 비교하여 본 결과 안 쪽의 물분자의 값은 순수한 액체에 대한 실험치와 잘 일치하였다. 표면 부근의 물의 확산계수는 중심 부근의 물의 확산계수보다 훨씬 큰 값을 갖는데, 그 이유는, 정성적으로, 이 곳의 물분자가 안 쪽의 물분자보다 수소결합에의해 덜 묶여있기 때문인 것으로 이해할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

Molecular Dynamics Simulations have been carried out for liquid-vapor interface of water at T=300K and p=1g/cm$^3$. The system studied consists of 222 ST2 particles in a free cluster. Verlet algorithm$^1$, with Shake procedures$^2$ to handle internal constraints, is used to integrate the classical e...

Molecular Dynamics Simulations have been carried out for liquid-vapor interface of water at T=300K and p=1g/cm$^3$. The system studied consists of 222 ST2 particles in a free cluster. Verlet algorithm$^1$, with Shake procedures$^2$ to handle internal constraints, is used to integrate the classical equation of motion. Orientational structuring near the surface is studied through an angle distribution function. The self-diffusion coefficients have been calculated for bulk region and for interface region. The value of bulk water is 2.87Cm$^2$/s, that of interface water is 3.11Cm$^2$/s. The significantly larger D value in the interface region can be understood qualitatively by the fact that here the water molecules form fewer hydrogen bonds than those in bulk water.

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