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Simulação computacional atomística de nanomateriais

Processo: 13/10036-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Pesquisa
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2015
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Alexandre Fontes da Fonseca
Beneficiário:Alexandre Fontes da Fonseca
Anfitrião: Susan Sinnott
Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Florida, Gainesville (UF), Estados Unidos  
Assunto(s):Materiais nanoestruturados   Nanocompósitos   Simulação de dinâmica molecular   Simulação por computador

Resumo

É fato conhecido que a tecnologia já alcançou a escala nanoscópica. Isso é consequência, principalmente, das propriedades físicas especiais dos materiais em escala nano. Nessa escala de tamanho, os sistemas possuem de centenas de milhões a bilhões de átomos e o rápido crescimento da capacidade de processamento numérico está permitindo simular computacionalmente algumas propriedades físicas a partir das suas estruturas atômicas. Isso, aliado ao desenvolvimento de potenciais clássicos reativos como, por exemplo, o REBO (reactive empirical bond-order) e, mais recente, o COMB (charge optimized many-body), tem tornado possível a simulação das propriedades físicas e químicas de materiais cada vez mais complexos incluindo aqueles que possuem ligações químicas covalentes, metálicas e iônicas. Nesse contexto, o propósito deste projeto de pesquisa é o estudo de propriedades mecânicas, estruturais e térmicas de nanomateriais diferentes através de métodos de simulação computacional atomística de dinâmica molecular clássica. A presente proposta se subdivide em dois tópicos de pesquisa: i) simulação de propriedades mecânicas e estruturais de nanocompósitos a base de polímeros usando o REBO; e ii) obtenção de parâmetros para simular nanoestruturas BCN, isto é, que contém os elementos boro, carbono e nitrogênio, com o potencial COMB. As razões para essas escolhas decorrem do interesse em aprimorar nossa experiência em simulações usando o potencial REBO, e em aprender a usar o potencial COMB na simulação de sistemas de grande interesse científico e tecnológico atuais. A escolha do local de estágio decorre do fato da Dra. Susan Sinnott ser co-autora do desenvolvimento de ambos os potenciais citados acima. (AU)

Publicações científicas (4)
(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)
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. Citações Web of Science: 5.
LIANG, TAO; ASHTON, MICHAEL; CHOUDHARY, KAMAL; ZHANG, DIFAN; FONSECA, ALEXANDRE F.; REVARD, BENJAMIN C.; HENNIG, RICHARD G.; PHILLPOT, SIMON R.; SINNOTT, SUSAN B. Properties of Ti/TiC Interfaces from Molecular Dynamics Simulations. Journal of Physical Chemistry C, v. 120, n. 23, p. 12530-12538, JUN 16 2016. Citações Web of Science: 11.
FONSECA, ALEXANDRE F.; LIANG, TAO; ZHANG, DIFAN; CHOUDHARY, KAMAL; SINNOTT, SUSAN B. Probing the accuracy of reactive and non-reactive force fields to describe physical and chemical properties of graphene-oxide. COMPUTATIONAL MATERIALS SCIENCE, v. 114, p. 236-243, MAR 2016. Citações Web of Science: 7.
MUNIZ, ANDRE R.; FONSECA, ALEXANDRE F. Carbon-Based Nanostructures Derived from Bilayer Graphene with Zero Thermal Expansion Behavior. Journal of Physical Chemistry C, v. 119, n. 30, p. 17458-17465, JUL 30 2015. Citações Web of Science: 9.

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