Aplikasi Dinamika Molekul Kode LAMMPS untuk Fenomena Transisi Fase
Abstract
Simulasi dinamika molekuler adalah salah metode komputasi material yang handal untuk memprediksi sifat-sifat fisis termodinamik padatan, cairan dan gas. Dengan metode dinamika molekuler gerak atom-atom dan hasil perubahan wujud zat dapat dipelajari dan divisualisasikan dengan sangat baik dan informatif karena mampu menggambarkan susunan atom-atom bahan selama proses transisi fase berlangsung, dimana hal ini gerak atomatom susah diamati secara eksperimen. Penelitian ini bertujuan untuk menggambarkan aplikasi metode dinamika molekuler pada studi transisi fase bahan dimana terjadi perubahan dari pada ke cair. Untuk mengamati adanya transisi fase, simulasi dijalankan dan dimulai dari temperatur T nol absolut pada step ke nol kemudian temperatur dinaikan secara gradual sepanjang simulasi sampai mencapai temperatur 1950,51 K pada step ke 130000. Transisi fase tidak lain adalah berkaitan dengan temperatur leleh bahan, dapat diamati dengan melihat adanya perubahan yang tajam pada kurva Temperatur-Energi Total. Dari hasil simulasi dengan program MD Lammps setelah step ke 60000 (T= 840,49 K) memperlihatkan bahwa dengan bantuan program Jmol untuk analisis struktur bahan diketahui bahwa struktur alumunium masih belum sepenuhnya mencair, sedangkan pada step ke 70000 (T = 1011,11 K) sudah lebih acak atom-atomnya yang memperlihatkan kecenderungan sifat-sifat struktur cair. Oleh karena itu temperatur titik lebur logam Al pada penelitian ini diprediksi pada nilai sekitar T = 1059,75 K pada step integrasi ke 78200. Selanjutnya metode dinamika selain dapat digunakan untuk menghitung titik leleh bahan, metode ini mempunyai kelebihan dapat digunakan untuk membantu dalam proses belajar-mengajar Fisika di kelas karena hasil simulasi dapat divisualisasikan dengan sangat baik dan informative serta realtime.
Kata Kunci: Metode Dinamika Molekul, Perubahan Wujud Zat, Titik Leleh Bahan, LAMMPS, Jmol.
