Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Coarse grained models of graphene and graphene oxide for usein aqueous solution.

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985858%3A_____%2F20%3A00522212" target="_blank" >RIV/67985858:_____/20:00522212 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/ab6f0c" target="_blank" >https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/ab6f0c</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1088/2053-1583/ab6f0c" target="_blank" >10.1088/2053-1583/ab6f0c</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Coarse grained models of graphene and graphene oxide for usein aqueous solution.

  • Popis výsledku v původním jazyce

    Obtaining stable aqueous dispersions of graphene-based materials is a major obstacle in the development and widespread use of graphene in nanotechnology. The efficacy of atomisticnsimulations in obtaining a molecular-level insight into aggregation and exfoliation of graphene/ graphene oxide (GO) is hindered by length and time scale limitations. In this work, we developed coarse-grained (CG) models of graphene/GO sheets, compatible with the polarizable Martini water model, using molecular dynamics, iterative Boltzmann inversion and umbrella sampling simulations. The new CG models accurately reproduce graphene/GO–water radial distribution functions and sheet–sheet aggregation free energies for small graphene (−316 kJ mol−1) and GO (−108 kJ mol−1) reference sheets. Deprotonation of carboxylic acid functionalities stabilize the exfoliated state by electrostatic repulsion, providing they are present at sufficiently high surface concentration. The simulations also highlight the pivotal role played by entropy in controlling the propensity for aggregation or exfoliation. The CG models improve the computational efficiency of simulations by an order of magnitude and the framework presented is transferrable to sheets of different sizes and oxygen contents. They can now be used to provide fundamental physical insights into the stability of dispersions and controlled self-assembly, underpinning the computationalndesign of graphene-containing nanomaterials.

  • Název v anglickém jazyce

    Coarse grained models of graphene and graphene oxide for usein aqueous solution.

  • Popis výsledku anglicky

    Obtaining stable aqueous dispersions of graphene-based materials is a major obstacle in the development and widespread use of graphene in nanotechnology. The efficacy of atomisticnsimulations in obtaining a molecular-level insight into aggregation and exfoliation of graphene/ graphene oxide (GO) is hindered by length and time scale limitations. In this work, we developed coarse-grained (CG) models of graphene/GO sheets, compatible with the polarizable Martini water model, using molecular dynamics, iterative Boltzmann inversion and umbrella sampling simulations. The new CG models accurately reproduce graphene/GO–water radial distribution functions and sheet–sheet aggregation free energies for small graphene (−316 kJ mol−1) and GO (−108 kJ mol−1) reference sheets. Deprotonation of carboxylic acid functionalities stabilize the exfoliated state by electrostatic repulsion, providing they are present at sufficiently high surface concentration. The simulations also highlight the pivotal role played by entropy in controlling the propensity for aggregation or exfoliation. The CG models improve the computational efficiency of simulations by an order of magnitude and the framework presented is transferrable to sheets of different sizes and oxygen contents. They can now be used to provide fundamental physical insights into the stability of dispersions and controlled self-assembly, underpinning the computationalndesign of graphene-containing nanomaterials.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10403 - Physical chemistry

Návaznosti výsledku

  • Projekt

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2020

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    2D Materials

  • ISSN

    2053-1583

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    7

  • Číslo periodika v rámci svazku

    2

  • Stát vydavatele periodika

    GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

  • Počet stran výsledku

    16

  • Strana od-do

    025025

  • Kód UT WoS článku

    000537340300001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85082518239