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• Umbrella sampling

Le nanoparticelle di oro, grazie alle loro proprietà chimico fisiche e alla facilità con cui possono venire funzionalizzate in superficie, sono strumenti molto versatili. I campi di applicazione sono molteplici e vanno dalla catalisi, la biosensoristica e la nanomedicina.
Nell' utilizzo di sospensioni colloidali di nanoparticelle spesso viene richiesto un certo grado di stabilità, ma presenza di forze dispersive, di natura attrattiva, porta ad una inevitabile aggregazione delle nanoparticelle in sospensione. La funzionalizzazione con ligandi carichi delle nanoparticelle di oro contribuisce a stabilizzarne la sospensione, apportando una forza repulsiva che compete con le forze attrattive.
Questo lavoro si pone l' obiettivo di studiare le caratteristiche strutturali di due nanoparticelle di oro funzionalizzate cariche e di studiarne le interazioni. Sono state effettuate simulazioni di dinamica molecolare classica in presenza di acqua e contro-ioni. E' stato effettuato il calcolo del potenziale di forza media tra una coppia di queste nanoparticelle attraverso il metodo Umbrella Sampling.

The chemical physical properties of nanoparticles at the surface, together with their possibility to be functionalized with a large variety of organic ligands, make these particles very versatile and potentially applicable in many fields such as catalysis, biosensing and nanomedicine. Often is desirable to work with stabilized suspensions of nanoparticles, but their incessant internal dipole fluctuations give rise to the famous van der Waals or dispersion attractions acting between them. As a conseguence any nanoparticle suspension would undergo irreversible aggregation in solution. Functionalizing nanoparticles with charged ligand brings an addictional repulsive force that competes with the attractive forces and can help to stabilize the suspension. This work aims to study the interations between nanoparticles functionalized with charged ligands and to understand how this funtionalization can affect the Np's mutual distance in water giving informations on the nanoparticle's suspension stability. Two opposely charged nanoparticles were studied. We made molecular dynamics simulations on these particles in water and made various structural analysis . The Potential of Mean Force for two functionalized particles in water in presence of counterions were calculated through Umbrella Sampling method.