Busca avançada
Ano de início
Entree

Estudo da Formação de Fases Cristalinas para Partículas Rígidas Não Convexas via Simulações Monte Carlo

Processo: 24/07598-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Data de Início da vigência: 08 de dezembro de 2024
Data de Término da vigência: 07 de junho de 2025
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Química
Pesquisador responsável:Luís Fernando Mercier Franco
Beneficiário:Nathan Barros de Souza
Supervisor: Carlos Avendano Jimenez
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: University of Manchester, Inglaterra  
Vinculado à bolsa:21/10648-4 - Desenvolvimento de uma nova equação de estado baseada em mecânica estatística para misturas de moléculas não-esféricas, BP.DR
Assunto(s):Equilíbrio de fases   Mecânica estatística   Simulação de dinâmica molecular   Termodinâmica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Corpos rígidos não convexos | Equilíbrio de fases | Mecânica Estatística | simulação molecular | Termodinâmica | Termodinâmica

Resumo

Entender a formação de fases cristalinas é essencial para o projeto de materiais funcionais avançados visando aplicações industriais. Os cristais possuem arranjos ordenados de átomos, moléculas, íons ou até mesmo nanoestruturas, como partículas coloidais, exibindo propriedades anisotrópicas únicas. Embora a cristalografia seja uma técnica experimental comum para determinar estruturas cristalinas, as simulações moleculares fornecem informações sobre a dinâmica e a termodinâmica dos sólidos. Além disso, as simulações moleculares podem ser usadas para explorar a formação de cristais que não foram observados experimentalmente e podem ser usadas para projetar novos materiais. O chamado método Monte Carlo de caixa flexível (FBMC) é uma técnica poderosa para determinar candidatos para representar a fase cristalina de sólidos, mas não consegue indicar qual estrutura é termodinamicamente mais estável. Para esse propósito, o método do cristal de Einstein, desenvolvido por Frenkel e Ladd (FL), pode ser usado para encontrar a energia livre absoluta de candidatos da fase cristalina usando integração termodinâmica. Quando combinadas, as técnicas experimentais e de simulação melhoram o entendimento dos materiais cristalinos, possibilitando a síntese de materiais com propriedades personalizadas para várias áreas. Este estudo se concentrará em partículas duras não convexas formando estruturas cristalinas semelhantes às dos microcristais de fulereno ($C_{60}$ e $C_{70}$) obtidos via coprecipitação de soluções de fulereno-tolueno em 2-propanol. Essas partículas têm potencial como cristais fotônicos em diversas aplicações, incluindo a manipulação/transmissão de ondas eletromagnéticas, recepção/emissão de luz e sensoriamento cromático. Neste trabalho, o objetivo é prever e validar a estrutura cristalina dos microcristais de fulereno usando os métodos FBMC e FL, respectivamente. Além disso, o equilíbrio de fase fluido-sólido dessas substâncias também será estudado por meio de simulação molecular.

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Mais itensMenos itens
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias ( ):
Mais itensMenos itens
VEICULO: TITULO (DATA)
VEICULO: TITULO (DATA)