Caracterização computacional de estruturas de surfactantes em superfícies de ouro por teoria de grafos

• Processo: 21/11813-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: André Farias de Moura
• Beneficiário: Davi Augusto Mattoso
• Supervisor: Paul Bogdan
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Southern California (USC), Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 21/03516-4 - Estudo computacional das interações de moléculas de surfactante com nanoestruturas de ouro, BP.IC
• Assunto(s): Química computacional Simulação de dinâmica molecular Simulação por computador Teoria dos grafos Fractais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análises de fractais | Análises de redes | Dinâmica Molecular | Simulação Computacional | Teoria de Grafos | Termodinâmica de superfícies | Química Computacional

Resumo

A seguinte proposta de pesquisa busca combinar duas ferramentas robustas utilizadas para estudar sistemas complexos: Dinâmica Molecular (MD) e Teoria de Grafos. Simulações de dinâmica molecular conseguem obter uma visão detalhada da organização molecular no nível atômico de diversos sistemas, envolvendo dezenas de milhares de átomos e atingindo escalas de tempo longas. No entanto, essas simulações podem produzir quantidades muito grandes de informação que podem ser difíceis de serem analisadas e métodos tradicionais utilizados para analisar esses dados, como a distribuição radial de pares, componentes de energia e inspeções visuais podem não trazer interpretações exatas e precisas. Para resolver esse problema, pode-se usar Teoria de Grafos e as ferramentas envolvidas (análises de redes e fractais) para mapear a complexidade do arranjo molecular em função do tempo com menos graus de liberdade, melhorando a viabilidade computacional e trazendo informações relevantes. Dessa forma, o projeto visa estudar as interações entre diferentes arranjos de surfactantes e superfícies de ouro, utilizando dinâmica molecular para amostrar o espaço fase e, em seguida, analisando as trajetórias resultantes pela combinação de análises de redes e de fractais para então mapear os grafos que descrevem os padrões formados ao longo do tempo. Dado o grande conhecimento de teoria de grafos dos professores da University of Southern California e em UMich, esperamos que essa colaboração seja muito produtiva. (AU)