Chemie Ingenieur Technik

Cover image for Vol. 89 Issue 10

Online ISSN: 1522-2640

Associated Title(s): Chemical Engineering & Technology, ChemBioEng Reviews, Energy Technology

84_1-2/2012Titelbild Chem. Ing. Tech. 1-2/2012

Momentaufnahme aus einer molekularen Simulation mit dem Programm ms2 – Ein Chloridanion mit seiner ersten Hydrathülle.

Eine Gruppe überwiegend US-amerikanischer Unternehmen sowie das National Institute of Standards and Technology (NIST) gehen davon aus, dass „die molekulare Modellierung und Simulation eine Schlüsseltechnologie wird, die von der chemischen Industrie weithin anerkannt und zukünftig in einen Zusammenspiel mit anderen prädiktiven Methoden den zunehmenden Bedarf an Stoffdaten decken wird”.

In dieser Ausgabe der Chemie Ingenieur Technik wird das Programm ms2 vorgestellt, das zur molekularen Simulation thermodynamischer Stoffdaten fluider Systeme mit Kraftfeldmethoden entwickelt wurde. Der Fokus liegt dabei auf thermischen und kalorischen Eigenschaften, Dampf/Flüssigkeits-Gleichgewichten und Transportgrößen von Reinstoffen und Mischungen niedermolekularer elektroneutraler Moleküle. Bei der Berechnung dieser Stoffdaten mit ms2 wird die Leistung von modernen Many-Core-Prozessoren effizient genutzt. ms2 wurde bereits in zahlreichen Anwendungen erfolgreich eingesetzt, unter anderem bei zwei internationalen Simulationswettbewerben der Industrial Fluid Properties Simulation Collective, bei denen der erste und zweite Platz erzielt werden konnte.

Das Programm ms2 wird seit 2011  für den akademischen Gebrauch kostenlos zur Verfügung gestellt. Zusätzlich zum Programm werden Modelle (Kraftfelder) für über 100  industriell relevante Moleküle bereitgestellt, die in Simulationen sowohl für Reinstoffe als auch für Mischungen einsetzbar sind. Das gesamte Paket steht zum Download zur Verfügung unter: www.ms-2.de.

Das Titelbild ist eine Momentaufnahme aus einer molekularen Simulation mit ms2. Es zeigt die charakteristische Anordnung von Wassermolekülen um ein Chlorid-Anion (gelb). Die Wassermoleküle richten sich aufgrund ihrer Wechselwirkungen mit dem Ion aus; die positiv geladenen Wasserstoffatome (weiß) sind zum Anion gerichtet, während die negativ geladenen Sauerstoffatome (blau) vom Anion abgewandt sind. Es bildet sich eine ausgeprägte Struktur des Wassers um das Ion, die die thermodynamischen Eigenschaften der Lösung stark beeinflusst.

S. Deublein, B. Eckl, J. Stoll, S. V. Lishchuk, G. Guevara-Carrion, C. W. Glass, T. Merker, M. Bernreuther, H. Hasse, J. Vrabec, Chem. Ing. Tech. 2012, 84 (1 – 2).

DOI: 10.1002/cite.201100079

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