Hildebrand and Hansen Solubility Parameters from Molecular Dynamics with Applications to Electronic Nose Polymer Sensors

دسته بندی: علم شیمی
ویرایش:  
نویسندگان: Belmares M.,  Blanco M.,  Goddard W.A.,  Ross R.B.,  Caldwell G.,  Chou S.-H.,  Pham J.,  Olofson P.M.,  Thomas Cristina.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 13 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 201 کیلوبایت 

قیمت کتاب (تومان) : 39,000

مقاله. مجله شیمی محاسباتی. - 2004. - جلد. 25, №15 — ص 1814-1826 ما روش چگالی انرژی منسجم (CED) را معرفی می‌کنیم، یک روش شبیه‌سازی کامپیوتری دینامیک مولکولی چندگانه که ممکن است سازگاری بالاتری ارائه دهد. در برآورد پارامترهای حلالیت هیلدبراند و هانسن. استفاده از یک تکنیک نمونه برداری چندگانه، همراه با یک میدان نیروی مولکولی ساده اما ثابت و بارهای اتمی تعیین شده مکانیکی کوانتومی، امکان تعیین دقیق پارامترهای حلالیت را به روشی سیستماتیک (σ = 0.4 hildebrands) فراهم می کند. روش CED، پیش‌بینی‌های پارامتر هیلدبرند را در تطابق خوبی با آزمایش [ریشه میانگین مربع (rms) = 1.1 hildebrands] به دست می‌دهد. ما از روش CED برای مدل‌سازی دماغه الکترونیکی Caltech، مجموعه‌ای از 20 حسگر پلیمری استفاده می‌کنیم. حسگرها با سیم‌های رسانا ساخته شده‌اند که از طریق پلیمرهای لایه نازک که با کربن سیاه بارگذاری شده‌اند، به هم متصل شده‌اند. تشخیص بو به تغییر در مقاومت الکتریکی لایه پلیمری به عنوان تابعی از میزان تورم ناشی از ترکیب خوشبو متکی است. میزان تورم بستگی به ترکیب شیمیایی پلیمر و مولکول بو دارد. الگوی منحصر به فرد است و به طور واضح ترکیب را مشخص می کند. تغییرات تجربی تعیین شده در مقاومت نسبی هفت حسگر پلیمری پس از قرار گرفتن در معرض 24 بخار حلال با اجزای حلالیت هانسن برآورد شده توسط CED مدل‌سازی شدند. پیش‌بینی پاسخ‌های حسگر پلیمری منجر به ضریب پیرسون R² بین 0.82 و 0.99 می‌شود.

Article. Journal of Computational Chemistry. — 2004. — Vol. 25, №15 — P. 1814-1826 We introduce the Cohesive Energy Density (CED) method, a multiple sampling Molecular Dynamics computer simulation procedure that may offer higher consistency in the estimation of Hildebrand and Hansen solubility parameters. The use of a multiple sampling technique, combined with a simple but consistent molecular force field and quantum mechanically determined atomic charges, allows for the precise determination of solubility parameters in a systematic way (σ = 0.4 hildebrands). The CED method yields first-principles Hildebrand parameter predictions in good agreement with experiment [root-mean-square (rms) = 1.1 hildebrands]. We apply the CED method to model the Caltech electronic nose, an array of 20 polymer sensors. Sensors are built with conducting leads connected through thin-film polymers loaded with carbon black. Odorant detection relies on a change in electric resistivity of the polymer film as function of the amount of swelling caused by the odorant compound. The amount of swelling depends upon the chemical composition of the polymer and the odorant molecule. The pattern is unique, and unambiguously identifies the compound. Experimentally determined changes in relative resistivity of seven polymer sensors upon exposure to 24 solvent vapors were modeled with the CED estimated Hansen solubility components. Predictions of polymer sensor responses result in Pearson R² coefficients between 0.82 and 0.99