Estudo de nanoestruturas de carbono em múltiplas escalas

Autor(es)

Leonardo Dantas Machado

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin
• Data de defesa: 2013-09-24

Membros da banca

Douglas Soares Galvão; Antonio Gomes de Souza Filho; Roberto Mendonça Faria; Luiz Eduardo Moreira Carvalho de Oliveira; Ricardo Luís Doretto

• Orientador: Douglas Soares Galvão

Resumo

Nanoestruturas de carbono de baixa dimensionalidade tem sido um tópico de pesquisa ativo, mas muitos desafios persistem. Um desafio é achar novos materiais. Outro é criar arranjos e dispositivos macroscópicos que façam uso das propriedades excepcionais de nanoestruturas. De um ponto de vista teórico, há necessidade tanto de explicar como de predizer novos materiais e arranjos. Estes estudos devem ser executados em diferentes escalas, com diferentes ferramentas. Nesta tese, cinco problemas em quatro escalas foram estudados: (i) Nós mostramos que o grafeno poroso pode ser convertido no Biphenylene Carbon se dehidrogenado. Nós usamos DFT em uma escala de ~1 nm. (ii) Nós mostramos que os grafenos ?, ? e ? são oxidados com taxas diferentes, sendo apenas o último resistente à oxidação. Nós usamos um campo de for cá reativo em uma escala de ~ 10 nm. (iii) Nós estudamos a auto organização de nanotubos de carbono (CNTs) em serpentinas em substratos com batentes. Nós mostramos que além dos batentes, os ingredientes necessários são um CNT longo e um impulso para frente. Nós usamos um campo de força não reativo em uma escala de ~ 100 nm. (iv) Nós simulamos o arranjo de CNTs em fios a partir de seu puxamento de florestas modelo. Nós mostramos que durante o puxamento os "bundles\" maiores entram em contato devido a ação dos \"bundles\" menores. Nós também propusemos que algum carbono amorfo pode ser benéfico. Nós usamos um campo de força não reativo em uma escala de ~ 100 nm. (v) Nós descobrimos que a atuação torsional de fios de CNT não deve escalar bem a medida que o diâmetro dos fios aumentar. Nós também mostramos que um mecanismo proposto para explicar o aumento da atuação tênsil em alguns casos não estava de acordo com a elasticidade linear. Nós usamos modelos contínuos em uma escala de ~ 100 µm. Fazendo uso de diferentes métodos para estudar muitas escalas, diversos problemas podem ser tratados, e o desenvolvimento de novos métodos e avanços de \"hardware\" e de algoritmos devem fazer com que ainda mais problemas sejam tratáveis no futuro (AU)

• Processo FAPESP: 09/51693-0 - Estudo multi-escala das propriedades estruturais e mecânicas de florestas e fibras de nanotubos de carbono
• Beneficiário: Leonardo Dantas Machado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado