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Dinâmica Molecular de líquidos iônicos: estudos de respostas espectroscópicas ultra-rápidas em domínio temporal

Processo: 08/01035-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2008
Vigência (Término): 30 de junho de 2010
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Munir Salomao Skaf
Beneficiário:Ary de Oliveira Cavalcante
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Simulação de dinâmica molecular   Efeito Kerr   Espectroscopia resolvida no tempo   Líquidos iônicos   Química teórica

Resumo

Métodos de simulação computacional por dinâmica molecular serão utilizados para investigar processos dinâmicos em líquidos iônicos (LI). Os processos mais rápidos dessa dinâmica serão investigados computando-se funções respostas associadas às espectroscopias ultra-rápidas de domínio temporal, como desvios de Stokes dependente do tempo (dinâmica de solvatação) e efeito Kerr ótico. A dinâmica lenta e altamente correlacionada dos LI, a qual tem muitas similaridades com a dos líquidos super-resfriados e a dos líquidos formadores de vidro, será investigada computando-se coeficientes de transportes característicos. Além do uso de campos de força convencionais não-polarizáveis, o presente projeto de pesquisa visa a implementação consistente de modelos polarizáveis em LIs, buscando descrições mais realistas das propriedades de transporte e fenômenos dinâmicos, em escala de tempo da ordem de até dezenas de picosegundos. Entre esses fenômenos está dinâmica ultra-rápida da polarizabilidade, que define o contorno das bandas nos espectros Raman induzidos por efeito Kerr, e o estudo da dinâmica de solvatação, cuja comparação com dados experimentais de espectroscopias de emissão também depende de modelos apropriados para a dinâmica dos LI. A fenomenologia da dinâmica de solvatação é amplamente estudada em solventes tradicionais, mediante experimentos de espectroscopias pulsadas de desvio Stokes dependente do tempo e por metodologias teóricas como a simulação computacional. Os LIs oferecem um ambiente potencial para estudos dos modelos de dinâmica de solvatação em função de suas características que os diferenciam dos solventes orgânicos tradicionais. Investigaremos o papel exercido pelo micro-ambiente dos líquidos iônicos na dinâmica de solvatação da cumarina 153.Os objetivos específicos são:1. Simulação computacional pelo método de dinâmica molecular de modelos não polarizável e polarizável do líquido iônico com a cumarina C135, implementando métodos polarizáveis adequados.2. Melhorar o modelo utilizado nas simulações computacionais de DM pela (i) adoção de modelo de átomos explícitos para o ânion e (ii) modelo polarizável para o cátion e ânion.3. Análise detalhada do comportamento das propriedades estruturais e dinâmicas das espécies solvatantes da cumarina no líquido iônico e melhorar a compreensão do papel efetivo do cátion e do ânion na relaxação da função resposta em tempos curtos.4. Identificar mudanças nas propriedades calculadas características da dinâmica de solvatação da cumarina no líquido iônico.