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capa do ebook FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS APLICADAS NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATOMÍSTICOS DE NANOPARTÍCULAS FUNCIONALIZADAS

FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS APLICADAS NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATOMÍSTICOS DE NANOPARTÍCULAS FUNCIONALIZADAS

Nanopartículas e aglomerados

atômicos podem ser empregados em diversas

aplicações, e são alvos de intensa pesquisa

na atualidade. Estudos envolvendo aplicações

biológicas e no setor de energia, seja em óleo

e gás ou em energias renováveis, merecem

destaque como exemplos onde as nanopartículas

podem amplificar enormemente a eficiência dos

processos e economia de recursos. Em muitos

casos as nanopartículas tem a sua superfície

funcionalizada por moléculas específicas.

Esta funcionalização pode agregar novas e

melhoradas funcionalidades, como no caso

de nanopartículas suspensas em meio líquido,

ou também ser algo indesejado, como ocorre

no processo de envenenamento catalítico

de células de combustível por moléculas de

CO, entre outras. Em geral, as propriedades

químicas, físicas, mecânicas e eletrônicas

de nanopartículas podem ser alteradas por

meio da funcionalização de superfície por

grupos moleculares. Métodos de simulação

computacional atomística, tais como dinâmica

molecular, Monte Carlo e cálculos baseados em

primeiros princípios representam uma forma

muito eficaz de estudar as propriedades destas

nanoestruturas. Em alguns casos os sistemas

podem apresentar centenas, milhares, ou

até mesmo milhões de átomos. Assim, é

interessante que métodos matemáticos possam

ser empregados de maneira sistemática

para produzir topologias de nanopartículas

funcionalizadas. Com esta finalidade, 

desenvolveu-se um algoritmo capaz de funcionalizar nanopartículas com moléculas

radialmente orientadas, de forma sistemática. O algoritmo apresentado neste trabalho

encontra grande aplicabilidade no design de superfície destas NPs.

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FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS APLICADAS NA CONSTRUÇÃO DE MODELOS ATOMÍSTICOS DE NANOPARTÍCULAS FUNCIONALIZADAS

  • DOI: 10.22533/at.ed.0542017028

  • Palavras-chave: Nanomateriais, Nanopartículas, Funcionalização, Simulação Computacional, Design de Superfícies.

  • Keywords: Nanomaterials, Nanoparticles, Functionalization, Computer simulation, Surface Design.

  • Abstract:

    Nanoparticles and atomic clusters can be employed in many applications,

    and are the subject of intense research nowadays. Studies involving biological and

    energetical applications, whether in oil and gas or renewable energy, deserve to be

    highlighted as examples where nanoparticles can greatly intensify process efficiency

    and resource savings. In many cases the nanoparticles have their surface functionalized

    by specific molecules. This functionalization can add new and improved functionalities,

    as in the case of nanoparticles suspended in liquid medium, or also be something

    unwanted, as occurs in the process of catalytic poisoning of fuel cells by CO molecules,

    among others. In general, the chemical, physical, mechanical and electronic properties

    of nanoparticles may be altered by surface functionalization by molecular groups.

    Atomistic computer simulation methods such as molecular dynamics, Monte Carlo

    and first principle calculations represent a very effective way to study the properties

    of these nanostructures. In some cases, systems can have hundreds, thousands,

    or even millions of atoms. Thus, it is interesting that mathematical methods can be

    systematically employed in order to produce functionalized nanoparticle topologies.

    To this end, an algorithm capable of functionalizing nanoparticles with radially oriented

    molecules in a systematic way was developed. The algorithm presented in this work

    finds great applicability in the surface design of these NPs.

  • Número de páginas: 21

  • Jônatas Favotto Dalmedico
  • Guilherme Camargo
  • Bruno de Camargo Barreto Silva
  • Alessandro Botelho Bovo
  • Fernando José Antonio
  • Vagner Alexandre Rigo
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