航空燃料中烃类介电常数与密度的分子动力学模拟与实验研究：构建新型数据集及其在燃料预筛选中的应用

这篇研究通过分子动力学(MD)模拟与实验相结合，构建了涵盖正构烷烃(n-paraffins)、异构烷烃(isoparaffins)和环烷烃(cycloparaffins)的介电常数(permittivity)与密度数据集，揭示了碳链长度与分子结构对航空燃料关键物性的影响，为可持续航空燃料(SAF)的预筛选和燃料计量系统(FQIS)优化提供了理论基础。

　　

Highlight

新一代航空燃料，特别是可持续航空燃料(SAF)，将通过提供更环保的替代方案彻底改变航空业。SAF由具有不同碳数和多样分子结构的燃料组分组成，特别是不同程度的支链和异构体存在。这些结构变化显著影响关键燃料特性，如密度、介电常数(permittivity)、粘度和热导率。

Results and discussions

我们的研究结果表明，在所有三类烃（正构、异构和环烷烃）中，密度和介电常数都随着碳链长度的增加而增加。这种行为归因于分子间相互作用的增强，特别是Van der Waals力，以及增加的偶极矩(dipole moments)和极化率(polarizability)。

Conclusion

本文展示了一种结合分子动力学(MD)模拟与实验工作的实用方法，创建了一个新颖的数据集，涵盖三类烃（正构、异构和环烷烃）的密度和介电常数。我们的结果表明，密度和介电常数在所有三类中都随着碳链长度的增加而增加。这种行为归因于增强的分子相互作用，特别是Van der Waals力，以及增加的偶极矩和极化率。