Processos na atmosfera: estudo ab initio da interação entre impurezas e gelo

• Processo: 12/10288-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Maurice de Koning
• Beneficiário: Pedro Augusto Franco Pinheiro Moreira
• Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 10/16970-0 - Modelagem computacional da matéria condensada: uma abordagem em múltiplas escalas, AP.TEM
• Assunto(s): Simulação de dinâmica molecular Teoria do funcional da densidade Propriedades mecânicas Gelo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Defeitos em Cristais | gelo | Impurezas | molecular dinâmica | poluentes | teoria do funcional da densidade | Propriedades Mecânicas de Sólidos

Resumo

O gelo, água em estado sólido, constituído por dois átomos de hidrogênios e um oxigênio é o material cristalino que compõe as nuvens na atmosfera terrestre. A presença de impurezas nos cristais de gelos das nuvens é fundamental para a dinâmica da atmosfera terrestre e de outros planetas. Além disso, para melhor compreender a mecânica das geleiras e, portanto, a deformação do gelo seria conveniente estudar os efeitos de substituições nas discordâncias do gelo. Entre as impurezas possíveis, pretende-se estudar cinco: ácido clorídrico (HCl), ácido fluorídrico (HF), ácido sulfídrico (H2S), óxido nitroso (N2O) e amônia (NH3). Eles são geralmente poluentes que afetam a dinâmica do clima terrestre e seria interessante entender como seu comportamento como defeitos substitucionais. Nossa proposta é que um estudo ab initio por DFT seja realizado. de Koning e coautores publicaram um estudo sobre estrutura e energias de defeitos pontuais, defeitos de Bjerrum, em gelo Ih. Pretendemos usar aqui uma metodologia semelhante. Empregar-se-á o pacote computacional VASP (Viena Ab-initio Simulation Package) usando a aproximação por gradiente generalizado de Perdew-Burke-Wang (1996) e uma abordagem de um projetor de ondas aumentado. Assim, poderíamos verificar os efeitos das substâncias absorvidas na superfície do gelo. (AU)