Analytic Model of Diffusion in Confined Spaces

Abstract

En este trabajo se realiza una aplicacion de la teoría de difusión de Jörg Kärger de Medios Correlacionados Geométricamente específicamente para metano en Zeolita Silicalita. La Zeolita Silicalita es una estructura basada en un sistema de poros rectilíneos y diente de sierra (zig-zag) conectados, donde la difusión en cada dirección depende de correlaciones geométricas y efectos de memoria. Con base en simulaciones de Dinámica Molecular de trabajos previos, se modelarán las probabilidades de saltos entre distintos mínimos de energía local en presencia de un reservorio térmico. Las probabilidades de salto dependen crucialmente de las probabilidades de escape de las moléculas de metano en las intersecciones de los canales rectilíneos con los zig-zag. En base a este modelo simple se logran obtener con alta fidelidad los efectos de memoria/entrópicos obtenidos por Dinámica Molecular.In this work we performed an application of Jorg K ¨ arger’s diffusion theory of Geometrically Correlated ¨ Media, specifically for methane in Silicalite Zeolite. Silicalite Zeolite is a structure based on a system of rectilinear and sawtooth (zig-zag) connected pores, where diffusion in each direction depends on geometrical correlations and memory effects. Based on Molecular Dynamics simulations from previous works, we model the probability of having jumps between different local energy minimums in the presence of a thermal reservoir. These jumps depend crucially on the probability of escape of methane molecules at the intersections of the straight channels with the zig-zag ones. Based on this simple model, we are able to obtain high fidelity memory/entropic effects as those obtained by Molecular Dynamics.Fil: Velasquez Rojas, Fatima Zoriana Eloisa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentina. Universidad Central de Venezuela; Venezuela. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; VenezuelaFil: Medina Dagger, Ernesto Antonio. Universidad Central de Venezuela; Venezuela. Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas; Venezuel