Electric interactions: A study of cellulose

Projekt: Avhandling

Projektinformation

Beskrivning

This work is primary about development and application of electrostatic theory within the atomistic domain. The resulting procedures were implemented to eventually describe systems involving the cellulose molecule. A concluding remark about electrostatic interactions is the importance of moment cancellation. By inducing image moments which cancels the totality of the collective system moments, and summing their interactions, long-ranged effects seem to be accurately accounted for in isotropic settings. The performed studies denouement regarding the cellulose molecule is the necessity to account for slight electric structure modifications generated by changing its immediate environment. A concrete conclusion brought forward from this observation is the seemingly important effect of ionizing the polymer in order to achieve solubility.

Populärvetenskaplig beskrivning

Detta arbete har haft som målsättning att fördjupa vår kunskap om cellulosa och hur denna polymer reagerar i olika miljöer. Cellulosa är det vanligaste organiska materialet på jorden vilket gör att det är relativt lättillgängligt, och miljövänligt. Genom att öka vår förståelse av de egenskaper som cellulosa besitter kan det bli möjligt att utveckla nya användningsområden, men också kvalitativt förbättra nuvarande applikationer, där cellulosa används. För detta ändamål har vi använt atomistiska modeller och teori om elektromagnetiska krafter. Det har då blivit möjligt att simulera och beräkna egenskaper på olika system, i detta fall; cellulosa, vatten, och möjligtvis någon ytterligare partikel. Metoderna som använts är helt generella vilket gör att det i princip är möjligt att använda samma tillvägagångssätt på vilket molekylärt system som helst.
Att arbeta på en atomär nivå innebär dock att det är möjligt att se på partiklar på olika sätt, antingen som vanliga makroskopiska objekt beskrivna av klassisk mekanik, eller att de beskrivs av sannolikheterfunktioner som följer kvantmekaniska regler. Båda dessa perspektiv har för- och nackdelar varvid vi har använt dem till olika saker. Genom att karakterisera atomer enligt kvantmekanik och propagera dem genom klassiska ekvationer har det varit möjligt att någorlunda legera det bästa från två världar i en procedur.
Genom att använda de föregående nämnda metoderna går det att utforska många aspekter av cellulosa. Detta arbete har emellertid fokuserat på (o)lösligheten av detsamma och mekanismerna bakom detta fenomen.
StatusSlutfört
Gällande start-/slutdatum2011/11/012016/05/31

Fria nyckelord

  • Electric interactions
  • Quantum mechanics
  • Statistical mechanics
  • Simulations
  • Cellulose