Resumo
O cenário científico mundial está passando por um momento especial, em que Ciências básicas tradicionalmente afastadas uma da outra, a Física e a Biologia, a Química e a Ciência dos Materiais, focalizam os mesmos problemas. A Física (ou Química) do Carbono está no vértice dessa convergência, motivada em grande parte pelos desenvolvimentos recentes que permitem (do lado experimental) "ver" o comportamento do material em limite atomístico, e (do lado teórico) entender o comportamento "visto" e prever comportamentos em situações futuras. Neste momento, a principal lacuna está no conhecimento e entendimento dos mecanismos de interação, a nível atomístico, entre diferentes materiais, ou entre diferentes componentes de um mesmo "material". Assim, um número muito grande de estudos experimentais vem sendo dedicado às "montagens supramoleculares" seja entre componentes orgânicos, seja entre orgânicos e inorgânicos. Nossa equipe tem experiência em métodos teóricos que vão desde métodos abinitio, de funcional da densidade ou Hartree-Fock, a métodos totalmente empíricos, quânticos ou clássicos, além de algoritmos estatísticos e genéticos. Isto nos tem permitido mesclar várias metodologias no estudo de cada problema, e assim investigar o mesmo sistema de diferentes ângulos. Neste projeto, pretendemos aplicar essa experiência ao estudo de nanoestruturas puras, ou seja, homo-compostas, e híbridas ou combinadas, vindas principalmente de formas novas de auto-montagem supramolecular. Acompanhando a nova nomenclatura para as nanoestruturas, podemos listá-Ias como nanoestruturas puras: rolos e tubos: novas formas de carbono podem mostrar características interessantes para ótica, eletrônica ou nanomecânica; articuladas: famílias de redes tridimensionais que reagem a estímulo externo com mudança de forma e dimensão; laminares ou colunares: automontagens de orgânicos em pilhas ou filmes, normalmente apoiados em interações de van der Waals; fios: inorgânicos (metais ou semicondutores) em arranjo quase-1D, com elétrons em situação de confinamento extremo. Nanoestruturas híbridas: laminares sobre inorgânicos: interfaceamento de filmes ou pilhas com o eletrodo ou substrato ativo; superfícies espertas: inorgânicos (semicondutores) funcionalizados com orgânicos para reagir a estímulo externo. Nosso propósito é realizar o estudo multi-escala com a investigação quântica o mais precisa possível do sistema simples idealizado, aliada ao estudo do sistema híbrido (ou aberto, dependendo do caso) com evolução temporal e temperatura finita, em nível de simulação empírica o mais realista possível. (AU)
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