Il ricercatore Remco Hartkamp e Ph.D. lo studente Max Döpke del dipartimento Process &Energy ha compiuto un passo importante nel rendere più affidabili i risultati della simulazione per il trasporto elettrocinetico utilizzando simulazioni molecolari. Nell'elettrocinetica, gli ioni svolgono un ruolo importante nel trasporto di un liquido attraverso pori stretti o di particelle solide attraverso un liquido. Questi tipi di proprietà di trasporto sono importanti in molte applicazioni nanotecnologiche o elettrochimiche e nelle sospensioni colloidali, ad esempio per applicazioni farmaceutiche. I risultati della ricerca sono stati pubblicati questa settimana su The Giornale di Fisica Chimica .

Il trasporto elettrocinetico viene attivamente studiato sia sperimentalmente che con l'ausilio di simulazioni di dinamica molecolare, a volte con risultati molto divergenti. Questi risultati divergenti rendono difficile determinare cosa sia corretto. Le misurazioni sperimentali sono spesso interpretate utilizzando modelli che possono essere altamente accurati in determinate condizioni, ma molto impreciso in altre condizioni. Hartkamp e Döpke utilizzano simulazioni molecolari in cui hanno accesso a dati più dettagliati a livello molecolare. L'interpretazione di tali simulazioni non si basa su modelli, rendere le simulazioni uno strumento importante per comprendere meglio le proprietà elettrocinetiche e consentire una migliore interpretazione degli esperimenti. Però, le simulazioni molecolari si basano su una corretta descrizione delle interazioni molecolari. I ricercatori hanno scoperto che le proprietà elettrocinetiche dipendono fortemente dalle interazioni molecolari tra solidi e ioni. Successivamente hanno adattato queste interazioni in modo tale che i risultati della simulazione corrispondessero strettamente ai dati sperimentali in condizioni uniche in cui ci sono pochi dubbi sull'interpretazione.

Remco Hartkamp:"Grazie a questo nuovo approccio, possiamo essere certi che le nostre simulazioni riflettono la realtà. Questo, a sua volta, può essere utilizzato per ottenere informazioni in condizioni in cui gli studi sperimentali non forniscono un quadro chiaro e coerente. Inoltre, ci permette di "vedere" esattamente come gli ioni e le molecole d'acqua sono distribuiti e come si muovono vicino a una superficie solida".