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Niazi, SaberAutor o Coautor

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13 de mayo de 2024
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Development of a Molecular Dynamics Model to Assess the Possibility of Type II/III Porous Liquid Formation

Publicado en: Processes. 12 (4): 762- - 2024-04-01 12(4), DOI: 10.3390/pr12040762

Autores: Faramarzi, H; Rahimi, M; Mahdavi, H; Niazi, S

Afiliaciones

Monash Univ, Dept Chem & Biol Engn, Clayton, Vic 3800, Australia - Autor o Coautor
Razi Univ, Chem Engn Dept, Kermanshah 6714414971, Iran - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Dept Mech Chem & Ind Design Engn, ETSIDI, Ronda Valencia 3, Madrid 28012, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

The study of porous liquids (PLs) using molecular dynamics (MD) simulation is one of the most interesting and attractive research topics. The possibility of creating permanent porosity in a solvent and increasing its adsorption capacity is very practical. The purpose of the present study is to examine how an MD model can be developed to evaluate the possibility of PL formation. Additionally, the validation of the model was conducted by simulations using two metal-organic frameworks (MOFs) including zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8) and Hong Kong University of Science and Technology-1 (HKUST-1) as porogens and water (H2O) and triethylene glycol (TEG) as solvents. The results revealed that H2O and TEG are incapable of penetrating the ZIF-8 pores due to their small size and unfavorable thermodynamics; however, both solvents easily penetrate through the large HKUST-1 pores. These observations aligned with findings from experimental literature studies, thus confirming the validity of the model. In order to expand the model's scope, the developed model was used to assess the possibility of PL formation using ZIF-8 and HKUST-1 with different pore and window sizes and shapes, and a wide range of hydrocarbon liquids with different molecular sizes and shapes as solvents. It was found that ZIF-8 can form PLs with a more extensive range of sterically hindered solvents due to its smaller apertures and incompatible shape. In addition, only a few solvents (e.g., n-pentane, benzene, 1,3,5-trimethylbenzene, 1,3,5-triisopropylcyclohexane, and 1,3,5-triisopropylbenzene) can partially penetrate its ZIF-8 pores without steric hindrance. These privileged solvents typically have an aspect ratio far from 1, indicating a more elongated shape, and/or more linear branches. In contrast, HKUST-1, which has larger apertures and a compatible shape, allows for complete penetration of specific solvents (e.g., benzene, iso-octane, n-pentane), thereby preventing PL formation with such combinations. In addition, cyclohexane has the ability to partially penetrate the pores of HKUST-1. Therefore, in addition to the size of the solvent molecule, one of the most important properties for penetration is the compatibility of the shape of the porogen pore window with the shape of the solvent molecule. This research provides important new information on how PLs come to be by illuminating the role that solvent molecules and porogen play in promoting penetration and, in the end, impacting the process of PL formation.

Palabras clave

AdsorptionCo2DiffusionForce-fieldMetal-organic frameworkMolecular dynamics simulationPermeant porosityPorogen window size and shapePorous liquidSimulationSolvent size and shapeStabilityTemperatureWaterZif-8

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Processes debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia Scopus (SJR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2024 aún no existen indicios calculados, pero en 2023, se encontraba en la posición , consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Chemical Engineering (Miscellaneous). Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q3 para la agencia WoS (JCR) en la categoría Engineering, Chemical.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2025-12-06:

  • WoS: 1
  • Scopus: 1

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-12-06:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 6.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 6 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
    • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/89918/

    Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

    • Visualizaciones: 97
    • Descargas: 24

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Australia; Iran.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Último Autor (NIAZI, SABER).