Математическая модель проводящей нанопоры для расчетов методом молекулярной динамики

Представлена электростатическая математическая модель проводящей нанопоры. Расчет потенциала проводящей нанопоры не требует решения уравнения Пуассона. Модель предназначена для компьютерного моделирования транспорта заряженных частиц в проводящих нанопорах методом молекулярной динамики. Этот вычислительный метод основан на втором законе Ньютона и позволяет получить траекторию, кото- рая описывает положения, скорости и ускорения частиц со временем. Электрическое поле распределенного по поверхности нанопоры заряда аппроксимировано полем фиктивных точечных зарядов, расположенных на той же поверхности. Выполнено сравнение электроемкости системы фиктивных зарядов, рассчитанной предло- женным методом, с классическими решениями для проводящего тубулена и с решениями, полученными другим подобным методом. Предложенный метод показал достаточную точность (около 10 %) и предсказуемость поведения. Необходимо его дальнейшее исследование и развитие как для случая достаточно большого числа фиктивных зарядов, так и для случая достаточно сильного приближения ионов к поверхности нанопоры. Рас- смотренный метод введения фиктивных зарядов может быть легко применен к нанопорам произвольной формы. Результаты выполненного моделирования могут быть использованы при разработке различных нано- технологических устройств, в том числе используемых в качестве компонентов систем жизнеобеспечения пилотируемых космических аппаратов.