Modelagem com Dinâmica Molecular Reativa com Aprendizado de Máquina de Aerossóis da Floresta Amazônica

• Processo: 25/15166-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Atômica e Molecular
• Pesquisador responsável: Kaline Rabelo Coutinho
• Beneficiário: Emanuel Fernandes Dias Mancio
• Supervisor: Damien Laage
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: École Normale Supérieure, França
• Vinculado à bolsa: 22/01284-1 - Modelagem molecular de compostos biogênicos voláteis abundantes na atmosfera identificados sobre a Floresta Amazônica, BP.DD
• Assunto(s): Aerossóis Aprendizado computacional Amazônia Química quântica Reações químicas Modelagem molecular
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aerossóis | Aprendizado de Máquina | Dinâmica Molecular Reativa | Floresta Amazônica | Química Quântica | reações químicas | Modelagem Molecular

Resumo

A floresta amazônica emite uma quantidade substancial de partículas de aerossol devido ao seu clima tropical e notável biodiversidade. Esses aerossóis desempenham um papel crucial nos processos climáticos ao atuarem como precursores de núcleos de condensação de gelo e de nuvens (IN e CCN) e ao influenciarem o balanço energético radiativo da atmosfera. Sua composição química complexa varia sazonalmente e é adicionalmente afetada pelas mudanças climáticas, resultando em ambientes químicos dinâmicos no interior das partículas de aerossol. Apesar dos avanços recentes, o papel dos compostos biogênicos nesses processos permanece insuficientemente compreendido.Esta proposta de estágio de pesquisa tem como objetivo investigar reações de transferência de prótons e de oxidação envolvendo ácido málico, ácido sulfúrico, amônia e água, tanto em fase aquosa quanto na interface ar-água. O estudo utilizará simulações de dinâmica molecular com campos de força baseados em aprendizado de máquina, a fim de capturar com precisão os processos reativos. Propriedades físico-químicas chave, incluindo coeficientes de difusão, estrutura da rede de ligações de hidrogênio e permissividade relativa, serão analisadas para elucidar como essas reações impactam a química dos aerossóis. O projeto busca avançar a compreensão, em nível molecular, das reações químicas relevantes para as partículas de aerossóis amazônicos. (AU)