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Modelagem atomística das fases condensadas da água

Processo: 20/06896-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de junho de 2020
Vigência (Término): 31 de maio de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
Pesquisador responsável:Maurice de Koning
Beneficiário:Filipe Matusalém de Souza
Instituição Sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/23891-6 - Modelagem computacional da matéria condensada, AP.TEM
Assunto(s):Física computacional   Simulação de dinâmica molecular   Teoria do funcional da densidade   Água   Estado líquido   Estado sólido
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Cálculos de primeiros princípios | Dinâmica Molecular | Física Computacional

Resumo

Apesar da molécula de água ser uma das mais simples no universo, as suas fases condensadas apresentam uma riqueza estonteante. O seu diagrama de fase, por exemplo, conta, além do líquido, com pelo menos 18 fases cristalinas, além de uma variedade de formas amorfas. Esta riqueza, em grande parte, está ligada à natureza da coesão destas fases, na maioria dominada pelas ligações de hidrogênio. No âmbito da vida na Terra, as duas principais fases condensadas são o líquido e o gelo hexagonal Ih. Embora muito estudadas, muitas propriedades destas fases continuam sem um entendimento completo. A água líquida, por exemplo, demonstra dezenas de anomalias cujas origens permanecem objeto de estudo. Da mesma forma, as origens microscópicas de várias propriedades do gelo Ih continuam desconhecidas. Embora existam quantidades enormes de dados experimentais, a sua interpretação em termos de processos fundamentais é muitas vezes complicada. Neste contexto, simulações atomísticas frequentemente podem oferecer visões complementares que auxiliam nesta interpretação. Este projeto de pós-doutorado visa aplicar técnicas de simulação computacional tais como dinâmica molecular clássica e cálculos de estrutura eletrônica baseados na teoria do funcional da densidade para obter informações no nível atômico que possam contribuir para a avançar a compreensão das fases condensadas da água, enfatizando as formas líquida e gelo Ih. (AU)

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Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MOTA, TULIO; MATUSALEM, FILIPE; MARQUES, MARCELO; TELES, LARA K.; GUILHON, IVAN. DFT-1/2 method applied to 3D topological insulators. JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, v. 34, n. 46, p. 9-pg., . (20/06896-0)
REGO, JESSICA SANTOS; MIRANDA, CAETANO RODRIGUES; DE KONING, MAURICE. Effects of Ca2+ -> Mg2+ substitution on the properties of cementitious tobermorite. PHYSICAL REVIEW MATERIALS, v. 6, n. 6, p. 15-pg., . (20/06896-0, 16/23891-6, 13/08293-7)
MATUSALEM, FILIPE; REGO, JESSICA SANTOS; DE KONING, MAURICE. Plastic deformation of superionic water ices. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, v. 119, n. 45, p. 8-pg., . (20/06896-0, 16/23891-6, 13/08293-7)
DUDAL, DAVID; MATUSALEM, FILIPE; MIZHER, ANA JULIA; ROCHA, ALEXANDRE REILY; VILLAVICENCIO, CRISTIAN. Half-integer anomalous currents in 2D materials from a QFT viewpoint. SCIENTIFIC REPORTS, v. 12, n. 1, p. 10-pg., . (17/02317-2, 20/06896-0, 16/01343-7, 16/12705-7)
CANDIDO, VITOR FIDALGO; MATUSALEM, FILIPE; DE KONING, MAURICE. Melting conditions and entropies of superionic water ice: Free-energy calculations based on hybrid solid/liquid reference systems. Journal of Chemical Physics, v. 158, n. 6, p. 10-pg., . (20/06896-0, 18/16572-7, 16/23891-6, 13/08293-7)

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