http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/150113 2026-04-09T01:25:00Z 2026-04-09T01:25:00Z Kastelic, M. Kalyuzhnyi, Yu.V. Vlachy, V. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/155811 2019-06-17T22:29:29Z 2016-01-01T00:00:00Z

Fluid of fused spheres as a model for protein solution Kastelic, M.; Kalyuzhnyi, Yu.V.; Vlachy, V. In this work we examine thermodynamics of fluid with "molecules" represented by two fused hard spheres, decorated by the attractive square-well sites. Interactions between these sites are of short-range and cause association between the fused-sphere particles. The model can be used to study the non-spherical (or dimerized) proteins in solution. Thermodynamic quantities of the system are calculated using a modification of Wertheim's thermodynamic perturbation theory and the results compared with new Monte Carlo simulations under isobaric-isothermal conditions. In particular, we are interested in the liquid-liquid phase separation in such systems. The model fluid serves to evaluate the effect of the shape of the molecules, changing from spherical to more elongated (two fused spheres) ones. The results indicate that the effect of the non-spherical shape is to reduce the critical density and temperature. This finding is consistent with experimental observations for the antibodies of non-spherical shape.; В цiй роботi ми дослiджуємо термодинамiку плину з “молекулами”, представленими двома спаяними твердими сферами, якi декорованi вузлами з притягувальними потенцiалами типу квадратної ями. Взаємодiя мiж цими вузлами є короткодiюча i спричиняє асоцiацiю мiж частинками спаяних сфер. Модель може бути використана для дослiдження несферичних (чи димеризованих) протеїнiв у розчинi. Термодинамiчнi величини системи розраховуються за допомогою модифiкацiї термодинамiчної теорiї збурень Вертгайма, i результати порiвнюються з новими симуляцiями методом Монте Карло при iзобаричноiзотермiчних умовах. Зокрема, нас цiкавить фазове розшарування рiдина-рiдина в таких системах. Модельний плин використовується для оцiнки ефекту форми молекул, що змiнюється вiд сферичної до бiльш видовженої (двi спаянi сфери). Результати вказують, що ефект несферичної форми має зменшувати критичну густину i температуру. Це узгоджується з експериментальними спостереженнями для антитiл iз несферичною формою.

2016-01-01T00:00:00Z Bryk, T. Seitsonen, A.P. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/155810 2019-06-17T22:30:13Z 2016-01-01T00:00:00Z

Ab initio molecular dynamics study of collective excitations in liquid H₂O and D₂O: Effect of dispersion corrections Bryk, T.; Seitsonen, A.P. The collective dynamics in liquid water is an active research topic experimentally, theoretically and via simulations. Here, ab initio molecular dynamics simulations are reported in heavy and ordinary water at temperature 323.15 K, or 50oC. The simulations in heavy water were performed both with and without dispersion corrections. We found that the dispersion correction (DFT-D3) changes the relaxation of density-density time correlation functions from a slow, typical of a supercooled state, to exponential decay behaviour of regular liquids. This implies an essential reduction of the melting point of ice in simulations with DFT-D3. Analysis of longitudinal (L) and transverse (T) current spectral functions allowed us to estimate the dispersions of acoustic and optic collective excitations and to observe the L-T mixing effect. The dispersion correction shifts the L and T optic (O) modes to lower frequencies and provides by almost thirty per cent smaller gap between the longest-wavelength LO and TO excitations, which can be a consequence of a larger effective high-frequency dielectric permittivity in simulations with dispersion corrections. Simulation in ordinary water with the dispersion correction results in frequencies of optic excitations higher than in D₂O, and in a long-wavelength LO-TO gap of 24 ps⁻¹ (127 cm⁻¹).; Колективна динамiка у рiдкiй водi активно дослiджується експериментальними, теоретичними методами та комп’ютерними симуляцiями. Представлено моделювання методом першопринципної молекулярної динамiки для важкої та звичайної води при температурi 323.15 K, чи 50◦C. Моделювання для важкої води були проведенi з та без дисперсiйних поправок. Ми отримали, що дисперсiйнi поправки (DFT-D3) суттєво змiнюють релаксацiю часових кореляцiйних функцiй густина-густина з повiльної, яка є типовою для переохолодженого стану, до експоненцiйного спаду як для звичайних рiдин. Це означає суттєве зменшення точки плавлення льоду для моделювання з DFT-D3. Аналiз повздовжних (L) та поперечних (T) спектральних функцiй потокiв дозволив визначити дисперсiї акустичних та оптичних збуджень та спостерiгати ефект L-T змiшування. Дисперсiйнi поправки D3 зсувають до нижчих частот L та T оптичнi (O) моди та приводять до меншої на майже тридцять процентiв щiлини мiж LO та TO довгохвильовими збудженнями, що може бути наслiдком бiльшої високочастотної дiелектричної проникностi в моделюваннi з дисперсiйними поправками. Моделювання для звичайної води з дисперсiйними поправками дає вищi частоти оптичних збуджень, нiж для D₂O, та щiлину LO-TO порядку 24 пс⁻¹ (127 см⁻¹ ) у довгохвильовiй границi.

2016-01-01T00:00:00Z Hvozd, T.V. Kalyuzhnyi, Y.V. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/155809 2019-06-17T22:27:36Z 2016-01-01T00:00:00Z

Two- and three-phase equilibria in polydisperse Yukawa hard-sphere mixture. High temperature and mean spherical approximations Hvozd, T.V.; Kalyuzhnyi, Y.V. Phase behavior of the Yukawa hard-sphere polydisperse mixture with high degree of polydispersity is studied using high temperature approximation (HTA) and mean spherical approximation (MSA). We have extended and applied the scheme developed to calculate the phase diagrams of polydisperse mixtures described by the truncatable free energy models, i.e., the models with Helmholtz free energy defined by the finite number of the moments of the species distribution function. At high degree of polydispersity, several new features in the topology of the two-phase diagram have been observed: the cloud and shadow curves intersect twice and each of them forms a closed loop of the ellipsoidal-like shape with the liquid and gas branches of the cloud curve almost coinciding. Approaching a certain limiting value of the polydispersity index, the cloud and shadow curves shrink and disappear. Beyond this limiting value, polydispersity induces the appearance of the three-phase equilibrium at lower temperatures. We present and analyze corresponding phase diagrams together with distribution functions of three coexisting phases. In general, good agreement was observed between predictions of the two different theoretical methods, i.e., HTA and MSA. Our results confirm qualitative predictions for the three-phase coexistence obtained earlier within the framework of the van der Waals approach.; Використовуючи високотемпературне (ВТН) та середньосферичне наближення (ССН), дослiджено фазову поведiнку полiдисперсної сумiшi юкавiвських твердих сфер при високих ступенях полiдисперсностi. Розширено та застосовано схему, яка була розвинена для обчислення фазових дiаграм полiдисперсних сумiшей, якi описуються моделями обрiзаної вiльної енергiї, тобто моделями, вiльна енергiя Гельмгольца яких визначається обмеженим числом узагальнених моментiв функцiї розподiлу. В топологiї двофазних дiаграм при високому ступенi полiдисперсностi спостерiгаються деякi новi властивостi: кривi хмари та тiнi перетинаються двiчi, i кожна з них утворює замкнену петлю елiпсоїдальної форми, причому, рiдинна i газова вiтки кривої хмари майже збiгаються. При певному граничному значеннi iндекса полiдисперсностi кривi хмари та тiнi скорочуються i зникають. Вище, нiж це граничне значення iндекса полiдисперсностi при нижчих температурах зумовлює появу трифазної рiвноваги. Представлено i проаналiзовано вiдповiднi фазовi дiаграми разом з функцiями розподiлу трьох спiвiснуючих фаз. Спостерiгається, загалом, добре узгодження мiж результатами двох рiзних теоретичних методiв, тобто ВТН i ССН. Нашi результати пiдтверджують якiснi передбачення для трифазного спiвiснування, якi були отриманi ранiше в рамках наближення ван дер Ваальса.

2016-01-01T00:00:00Z Wilson, P.W. Haymet, A.D.J. http://dspace.nbuv.gov.ua:80/handle/123456789/155808 2019-06-17T22:29:27Z 2016-01-01T00:00:00Z

The effect of stirring on the heterogeneous nucleation of water and of clathrates of tetrahydrofuran/water mixtures Wilson, P.W.; Haymet, A.D.J. The statistics of liquid-to-crystal nucleation are measured for both water and for clathrate-forming mixtures of tetrahydrofuran (THF) and water using an automatic lag time apparatus (ALTA). We measure the nucleation temperature using this apparatus in which a single sample is repeatedly cooled, nucleated and thawed. The effect of stirring on nucleation has been evaluated numerically and is discussed. We find that stirring of the solution makes no difference to the nucleation temperature of a given solution in a given tube.; Вимiрюється статистика нуклеацiї рiдина-до-кристалу для води i для граткоформуючих сумiшей тетрагiдрофурану та води, використовуючи апарат автоматичної часової затримки (ALTA). Ми вимiрюємо температуру нуклеацiї, використовуючи цей апарат, в якому той самий зразок повторювально охолоджується, проходить нуклеацiю i розплавлюється. Ефект перемiшування на нуклеацiю був оцiнений чисельно i дискутується. Ми отримали, що перемiшування не дає ефекту для температури нуклеацiї даного розчину в данiй комiрцi.

2016-01-01T00:00:00Z