Víz-HCN elegyek gőz-folyadék határfelületének vizsgálata számítógépes szimulációval - mit mondhatunk a 'HCN Világ' elméletről?
Munkám során molekuláris dinamikai szimulációk segítségével a határfelületi adszorpció jelenségét tanulmányoztam hidrogén-cianid különböző összetételű vizes oldataiban. A számításokat a kanonikus (NVT) sokaságon, 273 K hőmérsékleten végeztem. Az összehasonlításhoz emellett a tiszta vízből és a tiszta hidrogén-cianidból álló rendszereket is megvizsgáltam. A gáz folyadék határfelületi réteget és az alatta húzódó további két molekuláris réteget az ITIM módszer segítségével határoztam meg. A szimulációkból kimutatható, hogy a hidrogén-cianid erős felületi adszorpciót mutat, amely a felületi réteg alatt található további két réteg esetén is jelentős mértékű. Továbbá, a határfelületi réteg szélessége is nagyobb, mint az azt követő rétegeké, ellenben ez a hatás azok esetén már nem tapasztalható. Emellett a molekuláknak a felületi réteg és a tömbfázis közötti kicserélődése egy nagyságrenddel lassabb, mint a többi réteg esetében. Mindezen eredmények alapján az adszorpció mértékétől eltekintve, a határfelület közelsége kizárólag a felületi rétegben tartózkodó molekulákra fejt ki hatást. A felületen való tartózkodási idő a hidrogén-cianid esetében egy nagyságrenddel nagyobb, mint ami a vízmolekuláknál tapasztalható. Ezen túlmenően, a vizsgált rendszerek határfelületi rétegében a hasonló molekulák laterális asszociációja is megfigyelhető. A tény, hogy a hidrogén-cianid feldúsul a határfelületen, laterális önasszociációt mutat és híg oldatok esetén szokatlanul hosszú a felületen való tartózkodási ideje, messzemenő következményekkel járhat a hidrogén-cianidnak a prebiotikus evolúció során betöltött szerepére és biológiai fontosságára nézve, különös tekintettel a „HCN-világ” hipotézis esetére.
szerző
-
Fábián Balázs
biomérnöki
nappali
konzulensek
-
Dr. Jedlovszky Pál
tudományos tanácsadó, Szervetlen és Analitikai Kémia Tanszék -
Dr. Szőri Milán
, (külső)
