| Titre : | Conception d’un nouveau matériau polymère intelligent dopéavec des nanoparticules Ferrofluide |
| Auteurs : | Zouati Noureddine, Auteur ; BOUDRAA Kamel Eddine, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Universitéde Saida– Dr. Moulay Tahar Facultédes Sciences Spécialité: Physique computationnelle, 2024/2025 |
| Format : | 118 ص |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-D 000084 |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | :بولي (N- (2-هيدروكسي بروبيل) ميثاكريلاميد) (PHPMA): المركبات النانوية: محاكاة الديناميكيات الجزيئية: جسيمات أكسيد المعادن النانوية. : Poly(N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide) (PHPMA): Nanocomposites: Molecular dynamics simulation: Metal oxide nanoparticles : Poly(N-(2-hydroxypropyl)méthacrylamide) (PHPMA): Nanocomposites: Simulation de dynamique moléculaire: Nanoparticules d'oxyde métallique |
| Résumé : |
" تصميم مادة بوليمرية جديدة ذكية مختلطة بجسيمات نانوية من الفيرروفلويد."
الملخص: إن البحث عن مواد تستجيب لمختلف المحفزات الخارجية مثل القوة الميكانيكية، ودرجة الحرارة، والمجال المغناطيسي أو الكهربائي يجذب اهتماما متزايدا داخل المجتمع العلمي. تركز العديد من الدراسات التجريبية على المركبات البوليمرية/غير العضوية، التي تجمع بين الخصائص الميكانيكية والكهربائية والبصرية بشكل مفيد. تجد هذه المواد تطبيقات متنوعة، بدءًا من علم الأحياء وحتى الإلكترونيات، بما في ذلك الإلكترونيات الضوئية والموائع الدقيقة، لا سيما كأجهزة استشعار، أو روبوتات صغيرة، أو مضخات صغيرة، أو مشغلات. في هذه الدراسة، تم استخدام محاكاة الديناميكيات الجزيئية (MD) لدراسة تأثير الجسيمات النانوية Fe2O3 على الخواص الهيكلية والميكانيكية الحرارية للمركبات النانوية Poly(N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide) (PHPMA) باستخدام برنامج Materials Studio. تم إنشاء وتحليل خمسة نماذج جزيئية من المركبات النانوية PHPMA و PHPMA/Fe2O3 النقية بأحجام وتركيزات NP مختلفة. تمت دراسة ديناميكيات النماذج المختلفة باستخدام متوسط الإزاحةالمربعة (MSD)، وتم تقدير درجة حرارة التزجج (Tg) باستخدام طرق تقييم درجة حرارة الكثافة وMSD. أظهرت النتائج أن وجود جسيمات Fe2O3 النانوية في مصفوفة PHPMA يزيد من الحركة الجزيئية ومرونة سلاسل البوليمر، ويقلل Tg ويقلل التفاعل بين سلاسل البوليمر. انخفضت الخواص الميكانيكية مثل معامل يونج ومعامل الحجم ومعامل القص لبوليمر PHPMA بشكل كبير عن طريق إدخال جسيمات Fe2O3 النانوية. أشارت النتائج أيضًا إلى أن فعالية الجسيمات النانوية على خواص البوليمر يمكن أن تتأثر بشدة بتوصيف NP،تزداد الحركة الجزيئية والمرونة للمركبات النانوية PHPMA مع زيادة حجم وتركيز NP، بينما قيمةTg والتفاعل بين سلاسل البوليمروكذلك الخواص الميكانيكية للمركب النانوي PHPMA لها علاقة سلبية مع زيادة حجم وتركيز NP. توفر هذه النتائج نظرة ثاقبة لتأثير الجسيمات النانوية Fe2O3 على الخواص الهيكلية والميكانيكية الحرارية للمركبات النانوية PHPMA وقد تكون مفيدة لتحسين تصميمها وتطبيقها في مختلف المجالات. « Conception d’un nouveau matériau polymère intelligent dopé avec des nanoparticules Ferrofluide» Résumé : La recherche de matériaux réactifs à divers stimuli externes tels que la force mécanique, la température, le champ magnétique ou électrique suscite un intérêt croissant au sein de la communauté scientifique. De nombreuses études expérimentales se concentrent sur les composites polymères/matières inorganiques, combinant avantageusement des propriétés mécaniques, électriques et optiques. Ces matériaux trouvent des applications variées, de la biologie à l'électronique, en passant par l'optoélectronique et la microfluidique, notamment en tant que capteurs, microrobots, micro-pompes ou actionneurs. Dans cette étude, une simulation de dynamique moléculaire (MD) est utilisée pour étudier l'effet des nanoparticules de Fe2O3 sur les propriétés structurelles et thermomécaniques des nanocomposites de Poly(N-(2-hydroxypropyl)méthacrylamide) (PHPMA) en utilisant le logiciel Materials Studio. Cinq modèles moléculaires de PHPMA pure et de nanocomposites PHPMA/Fe2O3 avec différentes tailles et concentrations de NP ont été construits et analysés. Les dynamiques des différents modèles ont été étudiées en utilisant le déplacement quadratique moyen (MSD), et leur température de transition vitreuse (Tg) a été estimée à l'aide de méthodes d'évaluation de la densité-température et du MSD. Les résultats ont montré que la présence de nanoparticules de Fe2O3 dans la matrice de PHPMA augmente la mobilité et la flexibilité moléculaires des chaînes polymères, diminue leur Tg et réduit l'interaction entre les chaînes polymères. Les propriétés mécaniques telles que le module de Young, le module volumique et le module de cisaillement du polymère PHPMA sont significativement diminuées par l'introduction de nanoparticules de Fe2O3. Les résultats ont également indiqué que l'efficacité des nanoparticules sur les propriétés du polymère peut être fortement influencée par la caractérisation des NPs, la mobilité et la flexibilité moléculaires des nanocomposites PHPMA augmentant avec l'augmentation de la taille et de la concentration des NP, tandis que Tg et l'interaction entre les chaînes polymères, ainsi que les propriétés mécaniques du nanocomposite PHPMA, ont une corrélation négative avec l'augmentation de la taille et de la concentration des NP. Ces résultats offrent un aperçu de l'effet des nanoparticules de Fe2O3 sur les propriétés structurelles et thermomécaniques des nanocomposites de PHPMA et peuvent être utiles pour optimiser leur conception et leur application dans divers domaines. « Designing a new intelligent polymer material doped with Ferrofluid nanoparticles.» Abstract : The search for materials reactive to various external stimuli such as mechanical force, temperature, magnetic, or electric fields is of increasing interest within the scientific community. Many experimental studies focus on polymer/inorganic material composites, advantageously combining mechanical, electrical, and optical properties. These materials find diverse applications, from biology to electronics, including optoelectronics and microfluidics, serving as sensors, microrobots, micro-pumps, or actuators. In this study, molecular dynamics (MD) simulation is employed to investigate the effect of Fe2O3 nanoparticles on the structural and thermomechanical properties of Poly(N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide) (PHPMA) nanocomposites using Materials Studio software. Five molecular models of pure PHPMA and PHPMA/Fe2O3 nanocomposites with different NP sizes and concentrations were constructed and analyzed. The dynamics of the various models were studied using mean square displacement (MSD), and their glass transition temperature (Tg) was estimated using density-temperature and MSD evaluation methods. The results showed that the presence of Fe2O3 nanoparticles in the PHPMA matrix increases the molecular mobility and flexibility of the polymer chains, decreases their Tg , and reduces the interaction between the polymer chains. Mechanical properties such as Young's modulus, bulk modulus, and shear modulus of PHPMA polymer are significantly decreased by the introduction of Fe2O3 nanoparticles. The results also indicated that the effectiveness of nanoparticles on polymer properties can be strongly influenced by nanoparticle characterization. Specifically, the molecular mobility and flexibility of PHPMA nanocomposites increase with increasing NP size and concentration, while Tgand the interaction between polymer chains, as well as the mechanical properties of PHPMA nanocomposites, show a negative correlation with increasing NP size and concentration. These findings provide insight into the effect of Fe2O3 nanoparticles on the structural and thermomechanical properties of PHPMA nanocomposites and can be useful for optimizing their design and application in various fields. |
Exemplaires (1)
| Code-barres | Cote | Support | Localisation | Section | Disponibilité |
|---|---|---|---|---|---|
| BUC-D 000084 | BUC-D 000084 | CD | Bibliothèque PMB Services | Albums | Libre accès Disponible |
Documents numériques (1)
BUC-D 000084 Adobe Acrobat PDF |
