Molecular dynamics simulations of molecules under confined geometry : from binary mixture to perfluorinated polyphile ; [kumulative Dissertation]

Abstract

In dieser Dissertation werden zwei repräsentative Themen untersucht: (I) Eigenschaften flüssiger Moleküle beschränkt zwischen mesoporösen Kieselsäureoberflächen. (II) strukturelle und dynamische eigenschaften von perfluoriertiete polyphil Molekülen, die zwischen die Lipid-Bischicht beschränkt sind. Die Auswirkungen nanoskaliges Confinement auf die strukturellen und dynamischen Eigenschaften von flüssigem Wasser und Ethanol-Wasser Mischung wurden erforscht mit molekulare Dynamik Simulationen auf Basis der Dichtefunktionstheorie und des Atomkraftfeldes. Darüber hinaus wird das Verhalten perfluorierter polyphiler Moleküle (Typ B16/10) in einer Membranumgebung im zweiten Teil dieser Doktorarbeite auf Basis des Kraftfeldes untersucht. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Untersuchung der Anfangsphase wo die polyphiler Additivmoleküle unter sich Cluster bilden, wenn sie in einer DPPC Lipid-Bilayer gelöst werden.

Two representative topics are examined in this dissertation: (I) properties of liquid molecules confined between mesoporous silica surfaces. (II) structural and dynamic actions of perfluorinated polyphilic molecules restricted to the lipid bilayer of dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC). The impact of nanoscale confinements on structural and dynamic properties of liquid water and ethanol-water mixture has been investigated using molecular dynamics simulations based on density functional theory and atomic force field. Furthermore, the behavior of perfluorinated polyphilic molecules (type B16/10) in a membrane environment is investigated in the second part of this doctoral study using classical molecular dynamics simulation based on force field. The main focus here is to examine the initial stages of polyphilic additive molecules forming clusters when they are solved in a DPPC lipid bilayer.