Ionos és poláros molekuláris rendszerek szimulációs vizsgálata dielektromos határfelületek jelenlétében Dirichlet-féle peremfeltétel alkalmazásával = Simulation study of ionic and polar molecular systems in the presence of dielectric boundaries applying Dirichlet boundary condition

摘要

Metodikai fejlesztéseink során a dielektromos határfelületek korrekt kezelésén, a Poisson-egyenlet megfelelő peremfeltételek mellett való megoldásán, és a nagykanonikus Monte Carlo szimulácók hatékony használatán alapulva olyan programokat fejlesztettünk ki, amelyek segítségével lehetővé vált különböző problémák szimulációs vizsgálata. Jelentős eredményeket értünk el kalcium- és nátriumcsatornák valamint nanopórusok szelektivitási mechanizmusainak megértése terén és a kísérletekkel egyező eredményeket kaptunk. A Nernst-Planck egyenlet integrálásával egy módszert javasoltunk Monte Carlo szimulációs eredményeink és a kísérletek által szolgáltatott vezetőképességi adatok összevetésére. Az elekrokémiai kettősrétegek esetében megvizsgáltuk erősen töltött elektródok szelektív adszorpciójának energetikáját. Adszorpciós vizsgálataink olyan gyakorlati szempontból is fontos rendszerekre terjedtek ki, mint egy HIV fehérje, valamint különböző vendégmolekulák interkalációja zeolitokban és kaolinitben. A pályázat során produkált publikációs összes impakt faktora 68,31, a rájuk kapott független hivatkozások száma 71. | Methodological developments - including correct treatment of dielectric boundaries, solution of the Poisson equation using appropriate boundary conditions, and efficient application of the grand canonical Monte Carlo technique - made it possible to study various practical problems with simulations. We obtained important results for selectivity mechanisms of calcium and sodium channels as well as nanopores. We obtained results that are in agreement with experiments. We suggested a method - based on the integration of the Nernst-Planck equation - with which we can relate our Monte Carlo results to experimental conductance data. In the case of the electrochemical double layers we studied the energetics of the selectivity of highly charged electrodes. Our adsorption studies included such practically important systems as a HIV protein and intercalation of various guest molecules in zeolites and kaolinite. Our papers published with the help of the grant have a total impact factor 68.31 and obtained 71 independent citations.