Thesis supervisor: Dezső Boda
Location of studies (in Hungarian): MK, Fizikai Kémiai Intézeti Tanszék Abbreviation of location of studies: FKT
Description of the research topic:
Stacionárius transzport esetén valamely extenzív mennyiség időben invariáns módon áramlik valamely termodinamikai hajtóerő hatására. Esetünkben a kémiai potenciálgradiens hatására anyagáramlás történik (diffúzió). Amennyiben a részecskék töltöttek (ionok), a hajtóerőhöz hozzáadódik az elektromos potenciálgradiens is (elektrodiffúzió). Ezen nemegyensúlyi rendszerek szimulációs vizsgálata napjainkban egyre nagyobb jelentőségre tesz szert, mivel az élettani és ipari szempontból fontos jelenségek ritkán vonatkoznak egyensúlyi állapotra, azok többnyire folyamatok. Az élet maga is egy folyamat, nem állapot.
Bár nem-egyensúlyi rendszerekben nem érvényesek az egyensúlyi termodinamika törvényei, posztulátumként feltehetjük, hogy a rendszerünk lokálisan egyensúlyban van, és lokálisan értelmezhetők a termodinamikai állapotjelzők. Ennek az a feltétele, hogy a rendszer ne legyen nagyon távol az egyensúlytól és hogy a hajtóerő és az áramsűrűség közötti összefüggés lineáris legyen (transzportegyenlet).
Kutatócsoportunk kifejlesztett egy vadonatúj módszert az ilyen transzportjelenségek vizsgálatára. Feltevésünk, hogy lokálisan végrehajthatók nagykanonikus Monte Carlo (GCMC) szimulációk annak ellenére, hogy a rendszerünk globálisan nincs egyensúlyban. Valamilyen helyfüggő kémiai potenciál függvény használatával szimulálni tudjuk az áramlás közben kialakuló koncentrációeloszlást. Az áramsűrűséget kétféleképpen számíthatjuk: (1) a transzportegyenlet segítségével, vagy (2) valamilyen dinamikai szimulációs módszer alkalmazásával. A vizsgált rendszertől függően ez a módszer lehet a molekuladinamikai (MD), Langevin dinamikai (LD) vagy a dinamikus Monte Carlo (DMC) módszer. Módszerünket különböző rendszerekben lejátszódó diffúziós folyamatok (áramlás membránon, ioncsatornán vagy nanopóruson keresztül) fogjuk alkalmazni. Jelölt feladata, hogy bekapcsolódjon ezekbe a kutatásokba.
A jelöltnek járatosnak kell lennie a fizikai kémiában, a statisztikus mechanikában, az elektrodinamikában és a számítógépes programozás területén.
A kutatási téma előzményei:
A kutatócsoport évek óta dolgozik ioncsatornákon és nanopórusokon keresztül történő transzport vizsgálatával. Ezen kutatások folytatása és kiterjesztése a kutatómunka célja.
Login
