Znaczenie oddziaływań międzycząsteczkowych dla dynamiki molekularnej i stabilności termodynamicznej przechłodzonych cieczy van der Waalsa. Badania symulacyjne cieczy prostych i układów quasi-rzeczywistych.

Computer simulations of the molecular dynamics of glass-forming liquids play a key role in understanding the molecular nature of crystallization and vitrification processes. In particular, much attention has been paid to the influence of the nature of the intermolecular potential on the thermodynamic stability of a substance and the behavior of its molecular dynamics. For this purpose, the so-called simple liquids, characterized by a monatomic structure of molecules and, consequently, symmetry of intermolecular interactions. This approximation, while theoretically sound, completely ignores the role of structural anisotropy that is inherent in real molecules. Therefore, a necessary direction of research seems to be simulations of quasi-real molecules - several-atomic, anisotropic molecules made of one type of atoms, which consequently reproduce the structure of real molecules much more precisely, while being as simplified as possible. The presented results of studies on quasi-real systems clearly show that aspects of molecular architecture, such as the anisotropy of interactions or the orientation of the dipole moment, significantly influence not only the nature of the molecular dynamics of the system, but also its thermodynamic stability. 

Symulacje komputerowe dynamiki molekularnej cieczy formujących szkła odgrywają kluczową rolę w poznaniu molekularnej natury procesów krystalizacji oraz witryfikacji. W szczególności, wiele uwagi poświęcono wpływowi charakteru potencjału międzycząsteczkowego na stabilność termodynamiczną substancji oraz zachowanie jej dynamiki molekularnej. W tym celu intensywnie badano tzw. ciecze proste, charakteryzujące się jednoatomową budową cząsteczek, a co za tym idzie- symetrycznością oddziaływań międzycząsteczkowych. Przybliżenie to, choć jest teoretycznie uzasadnione, całkowicie ignoruje rolę anizotropii strukturalnej, która jest nieodłącznym elementem rzeczywistych molekuł. Koniecznym kierunkiem badań wydają się być zatem symulacje cząsteczek quasi-rzeczywistych – kilkuatomowych, anizotropowych molekuł zbudowanych z jednego typu atomów, które w konsekwencji znacznie precyzyjniej odwzorowują budowę rzeczywistych cząsteczek będąc przy tym możliwie uproszczone. Prezentowane wyniki badań układów quasi-rzeczywistych dobitnie pokazują, że takie aspekty architektury molekularnej, jak anizotropia oddziaływań czy orientacja momentu dipolowego, znacząco wpływają nie tylko na charakter dynamiki molekularnej układu, ale również na jego stabilność termodynamiczną.