Väitös kemian alalta, DI Maisa Vuorte

Väitöskirjan nimi: Computational modelling of adsorption and aggregation in bio oils at multiple length scales

Tohtoriopiskelija: DI Maisa Vuorte
Vastaväittäjä: professori Mark Wilson, Durham University, Iso-Britannia
Kustos: professori Maria Sammalkorpi, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu, kemian ja materiaalitieteen laitos

Itsejärjestäytymisen ja adsorption mallinnus bioöljyissä

Bioöljyissä pinta-aktiiviset molekyylit, mukaan lukien erilaiset lipidit, itsejärjestäytyvät sponttaanisesti monimuotoisiksi rakenteiksi. Nämä rakenteet, sekä pinta-aktiivisten molekyylien vuorovaikutus neste – kiinteä aine raja-pinnassa vaikuttavat bioöljyjen virtaus- ja viskositeettiominaisuuksiin ja kemialliseen reaktiivisuuteen, jotka ovat tärkeitä öljyjen jatkojalostuksen kannalta.

Väitöskirjassa mallinnetaan monimuotoisin menetelmin ja eri mittaskaaloilla lipidien ja muiden bioöljyille tyypillisten epäpuhtauksien itsejärjestäytymistä ja adsorptiota mineraali- ja mallisavipinnoille. Työssä hyödynnetään monimuotoisesti atomiskaalan molekyylidynamiikka- ja mesoskaalan dissipatiivinen partikkelidynamiikkasimulaatioita, sekä termodynaamisen tasapainotilan mallinnusta. Työssä esitetään atomitason vuorovaikutusten, kuten vety-sidosten, sähköstaattisten vuorovaikutuksen, ja molekyylin atomitason rakenteen vaikutusta adsorptioon ja itsejärjestäytymiseen. Suuren mittaskaalan adsorptiosimulaatiot luovat kosketuspinnan kokeellisen tutkimusdatan lisätulkintaan ja mahdollistavat pinnan peiton rakenteen muokkaamisen esimerkiksi molekyylin pääryhmän rakenteen, pinnan hydrofiilisyyden ja öljyn vesipitoisuuden funktiona.

Väitöskirjassa esitetyt tulokset tarkentavat kuvaa bioöljyissä ja yleisemmin apolaarisissa liuottimissa tapahtuvasta itsejärjestäytymisestä, sekä vuorovaikutuksesta kiinteän pinnan kanssa. Kemian prosessitekniikan kannalta oleellista on tutkittujen bioöljysysteemeiden ja rakenteiden herkkyys öljyn mahdollisille lisäaineille, kuten vedelle, adsorptiomekanismien ja pinnan rakanteiden monimuotoisuus, sekä öljyn komponenttien erilaiset kilpailuasetelmat.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä)
Yhteystiedot:
Diplomi-insinööri Maisa Vuorte
[email protected] 

Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat

Zoom pikaopas