Modelagem e simulação de materiais e estruturas com propriedades mecânicas especiais

Resumo

É sabido que as propriedades dos materiais são diretamente relacionadas a sua composição química e sua micro e nanoestruturas. Em geral, os materiais e estruturas arquitetados pelo homem são formados por combinações de redes periódicas e/ou padrões geométricos. Esses materiais são ditos regulares ou de micro e nanoestruturas regulares. Entretanto, a percepção dos cientistas de que a microestrutura de muitos sistemas naturais não é formada por redes ou padrões periódicos e/ou geométricos inaugurou uma nova linha de pesquisa de novos materiais com propriedades especiais. Em particular, a pesquisa dos fundamentos e regras pelas quais sistemas ditos irregulares, isto é, de micro e/ou nanoestruturas irregulares, culminam com propriedades especiais tem ganhado atenção e destaque na ciência. Outro aspecto, até então considerado básico, é a constância das propriedades mecânicas de um material ou estrutura, uma vez construído. Os pesquisadores estão desenvolvendo novas estruturas cujas propriedades mecânicas podem variar e ser controladas por fatores externos. Este projeto consiste no estudo, modelagem e simulação computacional de propriedades mecânicas especiais de estruturas e materiais novos, baseados na ideia de (micro e/ou nano) estruturas irregulares e em materiais que podem ter suas propriedades controladas externamente. A anfitriã deste projeto é uma das pioneiras em estudos desses materiais especiais como, por exemplo, materiais que enrijecem sob pressão, compósitos de material biológico e sistemas com propriedades programáveis. Artigos sobre isso tem sido publicados em revistas de alto impacto como Science e Nature, o que demonstra a importância que está sendo dada a esse tema de pesquisa. Serão empregados métodos teóricos analíticos e computacionais para modelar e prever as propriedades desses sistemas em diversas escalas de tamanho. (AU)