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Estudo teórico multi-escala de nanoestruturas puras e híbridas

Processo: 04/15687-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de outubro de 2005 - 30 de setembro de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Marilia Junqueira Caldas
Beneficiário:Marilia Junqueira Caldas
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
Douglas Soares Galvão
Auxílios(s) vinculado(s):05/55580-5 - SOCRATES de Oliveira Dantas | Univ federal juiz fora/ufjf - Brasil, AV.BR
Bolsa(s) vinculada(s):08/02222-2 - Propriedades eletrônicas e estruturais de sistemas com interesse em nanobiotecnologia através de cálculos de estrutura eletrônica ab initio, BP.MS
07/05686-7 - Estudo teórico para a otimização de dispositivos orgânicos fotovoltaicos, BP.DR
06/61714-7 - Fotocolehita em superfície esperta semicondutora, BP.DD
+ mais bolsas vinculadas 06/60029-9 - Propriedades estruturais e eletrônicas de "nano-veículos", BP.DR
06/59740-0 - Propriedades estruturais e de transporte em nanofios metálicos puros e compostos de espécies atômicas diferentes, BP.DR
06/60028-2 - Propriedades estruturais, eletrônicas, conformacionais e de auto-organização de moléculas orgânicas sobre superfícies metálicas, BP.PD
03/11845-0 - Investigacao de solidos nanoestruturados porosos., BP.PD
03/12350-4 - Estudo da interface entre metal e polimero em dispositivos organicos emissores de luz., BP.PD
02/10278-1 - Novas formas alotrópicas de carbono contendo grupos acetilênicos, BP.PD - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Materiais nanoestruturados  Tribologia  Óptica eletrônica 

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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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
GIRO‚ R.; CALDAS‚ M.J. Calcium deposition on poly (para-phenylene vinylene): Molecular dynamics simulations. Physical Review B, v. 76, n. 16, p. 161303, 2007.

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