Desenvolvimento de modelos polarizáveis para simulação de líquidos iônicos

• Processo: 08/58409-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2009
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2010
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Mauro Carlos Costa Ribeiro
• Beneficiário: Daniel David Mlot Pinheiro
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 06/58748-7 - Reatividade, dinâmica e espectroscopia de sistemas complexos, AP.TEM
• Assunto(s): Química quântica Líquidos iônicos Simulação de dinâmica molecular Tempos de relaxação Temperatura de transição vítrea
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinamica Molecular | Liquido Ionico | Modelo Polarizavel | Quimica Quantica | Teoria De Liquidos | Transicao Vitrea

Resumo

Líquidos iônicos têm despertado grande interesse nos últimos anos pelas suas aplicações como solventes alternativos em síntese orgânica, eletrólitos para baterias de lítio, extração de gases etc. Encontra-se na literatura diversos estudos de simulação de líquidos iônicos pelo método de dinâmica molecular (MD), mas a grande maioria considerando modelos não-polarizáveis. Neste trabalho, modelos polarizáveis serão desenvolvidos para simulação de líquidos iônicos baseados em cátions derivados do imidazólio. Efeitos de polarização serão considerados nas simulações MD pelo modelo de cargas flutuantes, o qual é baseado no princípio de equalização da eletronegatividade. Cálculos de Química Quântica ab initio serão realizados para a parametrização dos modelos polarizáveis. Sob um ponto de vista técnico, os programas para simulações MD desenvolvidos ao longo dos últimos anos no Laboratório de Espectroscopia Molecular do IQ-USP serão generalizados para processamento paralelo a fim de serem executados no cluster IBM do Laboratório de Computação Científica Avançada, LCCA, da USP. Os efeitos de polarização serão avaliados em propriedades estruturais e dinâmicas dos sistemas simulados, em particular, em coeficientes de transporte, tais como condutividade e viscosidade. Os modelos polarizáveis serão utilizados para o cálculo da constante dielétrica, uma vez que dados experimentais têm sido reportados recentemente. Também será investigada a dependência da relaxação estrutural com a temperatura porque vários líquidos iônicos são precursores de vidro. A variável pressão é particularmente importante em teorias recentes da transição vítrea e, portanto, será avaliada a dependência com a pressão dos tempos de relaxação. (AU)