Abstracto

Efecto del sustrato de silicio hidrofóbico en la formación de hielo a diferentes temperaturas

Doaa Saayed

Este trabajo investiga el efecto del sustrato de silicio y la temperatura en la formación de hielo a través de simulaciones de dinámica molecular. Se encontró que el sustrato de silicio acelera la tasa de formación de hielo. Dependiendo de las temperaturas de los sistemas, la tasa de formación puede acelerarse o desacelerarse. Los resultados obtenidos mostraron que, a medida que la temperatura aumentaba desde la temperatura más baja de 100 K hasta la temperatura más alta de 220 K, el número de moléculas de agua transformadas en hielo disminuía. Descubrimos que la propiedad hidrofóbica del silicio no es una barrera para acercarse a la formación de hielo. La alta correlación entre Si y los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua estimuló la formación de hielo en la superficie del silicio y permitió la formación de hielo amorfo directamente en la superficie del silicio. El efecto de la temperatura en la formación de hielo distinguió dos comportamientos diferentes, uno de 100 K a 180 K y el segundo por encima de 180 K. Estos comportamientos estaban relacionados con la temperatura a la que el hielo amorfo es estable. El número promedio de enlaces de hidrógeno y su vida útil son paralelos con los perfiles de densidad numérica que pueden explicar mejor cómo el silicio afecta la formación de hielo. El número de coordinación de las moléculas de agua aumentó con la disminución de la temperatura del sustrato de silicio, lo que significa que se encontraron cúmulos de hielo más grandes. Las moléculas de hielo formadas cerca del sustrato de silicio se reconocen más que en masa. Para comprender mejor estos efectos, se utilizaron sistemas en masa como sistemas comparativos.