| Περίληψη: | Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια συνεργασία μεταξύ του εργαστηρίου του καθηγητή Βλάση Μαυραντζά και του εργαστηρίου του καθηγητή Jean-Christophe Leroux (του τμήματος Φαρμακευτικής του πανεπιστημίου ETH στη Zυρίχη), η οποία έχει ως στόχο την υπολογιστική και πειραματική μελέτη για τη σχεδίαση ενός νέου μέσου αιμοκάθαρσης βασισμένο σε πολυμερoσώματα για τη θεραπεία της υπεραμμωνιαιμίας, καθώς επίσης και την εκτίμηση των συντελεστών διάχυσης των μορίων της αμμωνίας και των χρόνων διαπέρασής της διαμέσου των αυτοοργανωμένων μεμβρανών διπλής στοιβάδας, που αποτελούνται από αμφίφιλα συμπολυμερή PEG-b-PS. Σκοπός της συγκεκριμένης διπλωματικής, είναι η μελέτη των συντελεστών διάχυσης των μορίων αμμωνίας ή/και του αμμωνίου μέσω πλήρους ατομιστικής λεπτομέρειας προσομοιώσεων Μοριακής Δυναμικής (ΜΔ) με χρήση δύο διαφορετικών μεθόδων υπολογισμού των συντελεστών διάχυσης, καθώς και σύγκρισή τους.
Η μελέτη περιλαμβάνει συστήματα διαφόρων θερμοκρασιών και συγκεντρώσεων σε υδατικά διαλύματα. Περαιτέρω, χρησιμοποιούνται δύο διαφορετικές μέθοδοι υπολογισμού των συντελεστών διάχυσης, στη πρώτη εκτελούνται προσομοιώσεις ΜΔ και γίνεται η χρήση της μέσης τετραγωνικής μετατόπισης (msd) των μορίων αμμωνίας/αμμωνίου. Στη δεύτερη μέθοδο εκτελούνται προσομοιώσεις με χρήση της κατευθυνόμενης δυναμικής (SMD). Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με προηγούμενες πειραματικές μελέτες δεδομένου ότι δεν υπάρχουν αντίστοιχες βιβλιογραφικές αναφορές για τον υπολογισμό των συντελεστών διάχυσης των μορίων αμμωνίας/αμμωνίου σε υδατικά διαλύματα μέσω πλήρους ατομιστικής λεπτομέρειας προσομοιώσεων Μοριακής Δυναμικής. Παρατηρείται, πως για τα συστήματα που βρίσκονται σε άπειρη αραίωση, λόγω του μικρού στατιστικού δείγματος, η χρήση της πρώτης μεθόδου περιέχει μεγάλο στατιστικό θόρυβο για τους συντελεστές διάχυσης των μορίων αμμωνίας/αμμωνίου σε αντίθεση με την αυτοδιάχυση του νερού. Το σύστημα με το μοριακό κλάσμα αμμωνίας ίσο με 0.209, δεδομένης της πλούσιας στατιστικής του, εμφανίζει καλύτερα αποτελέσματα τόσο για την αμμωνία όσο και για το νερό. Η δεύτερη μέθοδος χρησιμοποιήθηκε μόνο για ένα σύστημα, στο οποίο περιέχεται το μόριο της αμμωνίας σε άπειρη αραίωση, υπολογίζοντας το συντελεστή διάχυσής του. Παρά το γεγονός της φτωχής στατιστικής του συστήματος, προκύπτουν έγκυρα αποτελέσματα για το συντελεστή διάχυσης της αμμωνίας, τα οποία συγκρίνονται τόσο με αυτά της πρώτης μεθόδου, όσο και με τα αντίστοιχα από τις πειραματικές αναφορές.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η δεύτερη μέθοδος χρησιμοποιείται μόνο για συστήματα άπειρης αραίωσης. Συνεπώς, λόγω της βεβαιότητας της δεύτερης μεθόδου, καθίσταται πλέον εφικτή η αξιοποίησή της στον προσδιορισμό των συντελεστών διάχυσης των μορίων της αμμωνίας ή/και του αμμωνίου διαμέσου της μεμβράνης των πολυμεροσωμάτων, όπου η πρώτη μεθοδολογία είναι υπολογιστικά ασύμφορη.
|
|---|
