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Estudos de nanofluídica computacional sobre efeitos de confinamento em interfaces fluido-sólido

Processo: 19/21430-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2020
Vigência (Término): 31 de março de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Caetano Rodrigues Miranda
Beneficiário:Henrique Musseli Cezar
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte, AP.TEM
Assunto(s):Nanotecnologia   Simulação de dinâmica molecular   Sílica   Nanoporos   Interações hidrofóbicas e hidrofílicas   Campo elétrico   Método de Lattice-Boltzmann

Resumo

O entendimento do transporte de água e soluções aquosas de eletrólitos em nanoescala é de grande importância para o desenvolvimento de futuras aplicações em nanofluídica. Em particular, fenômenos que envolvem dessalinização da água, rápida difusão da água, seletividade de íons, entre outros. Nanocanais de sílica funcionalizada e de PDMS são os mais promissores para esses dispositivos. Utilizando uma combinação de cálculos de primeiros princípios, dinâmica molecular fora do equilíbrio e método de Boltzmann na rede, investigaremos as propriedades de transporte de água e salmoura confinadas em nanoporos de sílica e nanoslits funcionalizados com regiões hidrofóbicas e hidrofílicas sob a ação de agentes externos (campo elétrico e pressão). Desta forma, os fenômenos da corrente de retificação em diferentes concentrações podem ser observados. A dinâmica desses sistemas será analisada pelas funções de correlação temporal e pelos efeitos da rede topológica da água. Este é um projeto desafiador, que acreditamos pode nos guiar para o design de novos dispositivos nanofluídicos e entender os mecanismos moleculares subjacentes ao transporte em nanoescala.