Hochgradig grobkörnige polarisierbare Wassermodelle

Die Modellierung der mikro- und mesoskaligen thermodynamischen und transporttechnischen Eigenschaften weicher kondensierter Materie hängt von ihrer Darstellung ab. Dies ist besonders wichtig für polare Lösungsmittel wie Wasser, da diese eine effektive Darstellung ihrer dielektrischen Natur erfordern, die durch molekulare Ladungsverteilungen und molekulare Netzwerkstrukturen hervorgerufen wird. Die dielektrische Natur eines Mediums führt zu komplexen Phänomenen wie der lokalen Polarisierungsreaktion und Umstrukturierungen in der Nähe von Grenzflächen als Reaktion auf Veränderungen in den lokalen Ladungsverteilungen. Die Berücksichtigung solcher Phänomene beim Einsatz größer als atomistischer Techniken wie grobkörniger molekularer Dynamik (CG-MD) und dissipativer Teilchendynamik (DPD) ist noch eine offene Frage, zu der wir einen neuartigen Ansatz bieten, um das notwendige und geeignete Niveau der Grobkörnigkeit zu betrachten und zu rechtfertigen. Dies ermöglicht es uns, die Leistung neuer polarer CG-Modelle mit der eines zugrunde liegenden atomistischen Modells zu vergleichen. Wir polarisieren unser vorheriges unpolar nDPD-Wassermodell, um es für die Verwendung in Simulationen von flüssigen Elektrolyten sowie gelösten organischen Membranen vorzubereiten, und messen seine Eignung als dielektrisches Medium, indem wir seine Eigenschaften mit denen des TIP3P-Wassermodells vergleichen und gleichzeitig Änderungen der Eigenschaften beobachten, die bereits gut durch das unpolar Modell repräsentiert werden.