Nanoestruturas de Carbono: Simulação e Modelagem

Resumo

O avanço das técnicas experimentais tem tornado possível a produção e a manipulação, com grande precisão, de diversos tipos de materiais em escala nano. Isso tem motivado a pesquisa de novos materiais funcionais para o desenvolvimento de novas tecnologias e solução de problemas. Em geral, o trabalho de modelagem teórica e simulação computacional contribui em dois aspectos importantes: identifica detalhes que os experimentos não alcançam, auxiliando assim na interpretação dos mesmos; e prevê novas estruturas e/ou novas propriedades em potencial desses materiais. Este projeto consiste de estudos teóricos da estrutura e propriedades físicas de duas classes de nanoestruturas e materiais nanoestruturados à base de carbono: i) puramente orgânicos; e ii) híbridos/organometálicos. O primeiro consiste de estruturas como nanocompósitos poliméricos, estruturas 2D, 3D, fios e folhas de nanotubos de carbono e/ou grafeno, elastômeros, etc. O segundo consiste de nanoestruturas que contém ligações carbono-metal como grafenosubstratos metálicos ou grafeno-nanopartículas metálicas, e organização (ou self-assembly) de nanoestruturas orgânicas em superfícies metálicas. Propriedades mecânicas, estruturais e térmicas desses materiais serão estudadas. Simulações atomísticas por métodos de dinâmica molecular clássica apresentam o melhor custo-benefício no estudo e simulação de propriedades de sistemas contendo milhares de átomos. Potenciais reativos conhecidos como estado-da-arte em simulações clássicas serão utilizados. Modelos para a relação estrutura-propriedade de materiais nanoestruturados serão usados para interpretar os resultados que serão, também, comparados aos experimentais. (AU)