Texto completo
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| Autor(es): |
Rafael Amatte Bizão
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Tese de Doutorado |
| Imprenta: | Campinas, SP. |
| Instituição: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb Wataghin |
| Data de defesa: | 2017-11-10 |
| Membros da banca: |
Douglas Soares Galvão;
Alexandre Fontes da Fonseca;
Kleber Roberto Pirota;
André Rodrigues Muniz;
Ricardo Paupitz Barbosa dos Santos
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| Orientador: | Douglas Soares Galvão |
| Resumo | |
O grafeno é um material composto exclusivamente por átomos de carbono que foi recentemente isolado e possui baixa densidade, espessura atômica e excelentes propriedades eletrônicas, térmicas, óticas e mecânicas. Neste trabalho, realizamos simulações de dinâmica molecular clássica para caracterizar a elasticidade, resistência mecânica a aplicação de deformação, resistência mecânica ao impacto e tribologia de diferentes materiais baseados em grafeno. No capítulo 1, iniciamos com uma breve introdução ao grafeno, derivamos suas propriedades eletrônicas utilizando o método tight binding, descrevemos alguns materiais baseados em grafeno, o método de dinâmica molecular e algumas definições importantes de propriedades mecânicas. No capítulo 2, calculamos as propriedades mecânicas para uma nova família de nanoribbons de grafeno conhecida como nanowiggles. Nossos resultados mostraram que, assim como as propriedades eletrônicas, as propriedades mecânicas dos nanowiggles de grafeno também podem ser ajustadas de acordo com sua topologia. No capítulo 3, analisamos a resistência e a absorção de energia de folhas de grafeno sob impactos balísticos em alta velocidade. Mais especificamente, utilizamos um modelo analítico para conectar os resultados obtidos teoricamente em escala nano com os resultados experimentais obtidos em escala micro. Com isso, justificamos a diferença de uma ordem de grandeza obtida entre resultados teóricos e experimentais e sugerimos que o melhor aproveitamento do grafeno para esse tipo de aplicação se dá na utilização de poucas camadas. No capítulo 4 fizemos cálculos de dinâmica molecular para o processo de tribologia realizado experimentalmente pelos nossos colaboradores. Para tanto, utilizamos uma ponta de silício para estudar o atrito com um degrau formado pelo desnível de uma camada de grafeno para outra. Encontramos uma transição de um estágio em que a força normal é pequena (fazendo com que a ponta dobre a camada superior do degrau e vença a força van der Waals sem fraturar a borda) para outro estágio em que consideramos valores maiores de força normal, que acarretam uma translação da folha e consequentemente a quebra das ligações químicas. No capítulo 5 apresentamos as publicações resultantes do meu doutorado. Por fim, no capítulo 6 apresentamos as conclusões gerais e considerações finais do trabalho (AU) | |
| Processo FAPESP: | 13/17468-5 - Design de Superfícies 'Inteligentes' com Molhabilidade Controlada |
| Beneficiário: | Rafael Amatte Bizão |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado |