Simulação e Modelagem de Nanoestruturas e Materiais Nanoestruturados

• Processo: 16/00023-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2016
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alexandre Fontes da Fonseca
• Beneficiário: Alexandre Fontes da Fonseca
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Materiais nanoestruturados Grafenos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | Grafeno | Grafeno-metal | Materiais nanoestruturados | nanoestruturas | Propriedades mecânicas e térmicas da matéria

Resumo

As propriedades especiais dos materiais em escala nanoscópica não seriam de muita utilidade se não pudessem ser transferidas ou refletidas em dispositivos macroscópicos. A pesquisa em materiais nanoestruturados visa preencher essa lacuna. Há duas formas de se fazer isso: combinar várias nanoestruturas para formar redes 2D ou 3D nanoestruturadas, ou misturar nanoestruturas com matrizes para formar compósitos. Este projeto propõe o estudo de dois tipos de nanoestruturas e materiais nanoestruturados: i) puramente orgânicos; e ii) organometálicos. O primeiro consiste de materiais formados ou que contém nanoestruturas de carbono como nanocompósitos poliméricos, fios e folhas de nanotubos de carbono e organização (ou self-assembly) de nanoestruturas orgânicas em superfícies. O segundo consiste de nanoestruturas que contém ligações carbonometal como grafeno/nanopartículas metálicas e os chamados MOFs (Metal-Organic Frameworks) que são estruturas bi ou tridimensionais formadas por partículas metálicas interligadas por compostos orgânicos. Pretende-se estudar as propriedades mecânicas, estruturais e térmicas desses materiais. Em vista do tamanho dessas estruturas, métodos de dinâmica molecular clássica apresentam o melhor custo-benefício no estudo e simulação de suas propriedades. Potenciais reativos conhecidos como estado-da-arte em simulações clássicas serão utilizados como o REBO (Reactive Empirical Bond-Order) para os sistemas hidrocarbonetos, e o COMB (Charge Optimized Bond Order potential), para os sistemas que contém átomos de diferentes eletronegatividades como óxidos e metais. Resultados e previsões teóricas serão comparados com resultados experimentais. Este projeto oferece condições para a continuidade do trabalho de pesquisa recentemente realizado pelo Proponente no exterior com bolsa da Fapesp. (AU)

Publicações científicas

(8)

(As publicações científicas contidas nesta página são originárias da Web of Science ou da SciELO, cujos autores mencionaram números dos processos FAPESP concedidos a Pesquisadores Responsáveis e Beneficiários, sejam ou não autores das publicações. Sua coleta é automática e realizada diretamente naquelas bases bibliométricas)

FONSECA, ALEXANDRE F.; LIANG, TAO; ZHANG, DIFAN; CHOUDHARY, KAMAL; PHILLPOT, SIMON R.; SINNOTT, SUSAN B.. Titanium-Carbide Formation at Defective Curved Graphene-Titanium Interfaces. MRS ADVANCES, v. 3, n. 8-9, p. 454-459, 2018. (16/00023-9)

DE SOUSA, J. M.; AGUIAR, A. L.; GIRAO, E. C.; FONSECA, ALEXANDRE F.; SOUSA FILHO, A. G.; GALVAO, DOUGLAS S.. Mechanical Properties of Phagraphene Membranes: A Fully Atomistic Molecular Dynamics Investigation. MRS ADVANCES, v. 3, n. 1-2, p. 67-72, 2018. (13/08293-7, 16/00023-9)

FONSECA, ALEXANDRE F.; LIANG, TAO; ZHANG, DIFAN; CHOUDHARY, KAMAL; PHILLPOT, SIMON R.; SINNOTT, SUSAN B.. Graphene-Titanium Interfaces from Molecular Dynamics Simulations. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 9, n. 38, p. 33288-33297, SEP 27 2017. (16/00023-9)

HERNANDEZ, SERGIO A.; FONSECA, ALEXANDRE F.. Anisotropic elastic modulus, high Poisson's ratio and negative thermal expansion of graphynes and graphdiynes. DIAMOND AND RELATED MATERIALS, v. 77, p. 57-64, AUG 2017. (16/00023-9)

FONSECA, ALEXANDRE F.; GALVAO, DOUGLAS S.. Self-Driven Graphene Tearing and Peeling: A Fully Atomistic Molecular Dynamics Investigation. MRS ADVANCES, v. 3, n. 8-9, p. 460-465, 2018. (16/00023-9, 13/08293-7)

DE SOUSA, J. M.; AGUIAR, A. L.; GIRAO, E. C.; FONSECA, ALEXANDRE F.; SOUZA FILHO, A. G.; GALVAO, DOUGLAS S.. Mechanical Properties of Pentagraphene-based Nanotubes: A Molecular Dynamics Study. MRS ADVANCES, v. 3, n. 1-2, p. 97-102, 2018. (13/08293-7, 16/00023-9)

ZHANG, DIFAN; DUTZER, MICHAEL R.; LIANG, TAO; FONSECA, ALEXANDRE F.; WU, YING; WALTON, KRISTA S.; SHOLL, DAVID S.; FARMAHINI, AMIR H.; BHATIA, SURESH K.; SINNOTT, SUSAN B.. Computational investigation on CO2 adsorption in titanium carbide-derived carbons with residual titanium. Carbon, v. 111, p. 741-751, JAN 2017. (16/00023-9, 13/10036-2)

MIYAZAKI, CELINA M.; MARIA, MARCO A. E.; BORGES, DAIANE DAMASCENO; WOELLNER, CRISTIANO F.; BRUNETTO, GUSTAVO; FONSECA, ALEXANDRE F.; CONSTANTINO, CARLOS J. L.; PEREIRA-DA-SILVA, MARCELO A.; DE SIERVO, ABNER; GALVAO, DOUGLAS S.; et al. Experimental and computational investigation of reduced graphene oxide nanoplatelets stabilized in poly(styrene sulfonate) sodium salt. Journal of Materials Science, v. 53, n. 14, p. 10049-10058, JUL 2018. (10/13033-6, 16/00023-9, 12/01484-9, 14/24547-1, 15/14703-9, 14/11410-8)