Molecular Dynamics Simulations of Mineral Surface Wettability by Water Versus CO<sub>2</sub>: Thin Films, Contact Angles, and Capillary Pressure in a Silica Nanopore
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The wettability of mineral surfaces is an important property influencing multiphase flow in soils and sedimentary rocks. In particular, for CO2 abatement technologies that rely on trapping supercritical CO2 in sedimentary formations, the wettability of relevant mineral surfaces by water is a poorly constrained fundamental property influencing stratigraphic and residual trapping. Theoretical studies have noted that adsorbed water films may hold a key to resolving many of the discrepancies in reported wettability data, but the transition from the droplet to the film is difficult to observe experimentally. The link between continuum and nanoscale observations can be elucidated using molecular dynamics (MD) and thermodynamic equations. We simulate water and CO2 at various pressures between quartz surfaces to probe the thickness of the adsorbed water film observed between the CO2 and quartz, and the radius of curvature of the fluid–fluid interface as a function of CO2 pressure. These results are discussed in the context of the relevant interfacial energies and Young’s equation and the Gibbs CO2 surface excesses at various interfaces. We show that the augmented Young–Laplace equation accurately captures the relationship between the observed radius of curvature, the capillary pressure between the bulk fluid phases, and the disjoining pressure in the adsorbed water film. We examine the thermodynamics of thin water films in novel depth and present a new methodology for characterizing circularity approaching a mineral interface and for comparing continuum and nanoscale manifestations of wettability. We find that discrepancies in both the experimental and MD database may be influenced by proximity to solid surfaces and adsorbed wetting films.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».