Simulação computacional atomística de nanomateriais

Resumo

É fato conhecido que a tecnologia já alcançou a escala nanoscópica. Isso é consequência, principalmente, das propriedades físicas especiais dos materiais em escala nano. Nessa escala de tamanho, os sistemas possuem de centenas de milhões a bilhões de átomos e o rápido crescimento da capacidade de processamento numérico está permitindo simular computacionalmente algumas propriedades físicas a partir das suas estruturas atômicas. Isso, aliado ao desenvolvimento de potenciais clássicos reativos como, por exemplo, o REBO (reactive empirical bond-order) e, mais recente, o COMB (charge optimized many-body), tem tornado possível a simulação das propriedades físicas e químicas de materiais cada vez mais complexos incluindo aqueles que possuem ligações químicas covalentes, metálicas e iônicas. Nesse contexto, o propósito deste projeto de pesquisa é o estudo de propriedades mecânicas, estruturais e térmicas de nanomateriais diferentes através de métodos de simulação computacional atomística de dinâmica molecular clássica. A presente proposta se subdivide em dois tópicos de pesquisa: i) simulação de propriedades mecânicas e estruturais de nanocompósitos a base de polímeros usando o REBO; e ii) obtenção de parâmetros para simular nanoestruturas BCN, isto é, que contém os elementos boro, carbono e nitrogênio, com o potencial COMB. As razões para essas escolhas decorrem do interesse em aprimorar nossa experiência em simulações usando o potencial REBO, e em aprender a usar o potencial COMB na simulação de sistemas de grande interesse científico e tecnológico atuais. A escolha do local de estágio decorre do fato da Dra. Susan Sinnott ser co-autora do desenvolvimento de ambos os potenciais citados acima. (AU)