Programa de Pós-Graduação em Física da UFSC, Florianópolis

O PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA convida para o seminário:

Propriedades Estruturais e Mecânicas de Nanoestruturas Porosas baseadas em Carbono via Dinâmica Molecular Reativa*

Prof. Dr. Cristiano Francisco Woellner UFPR

*Evento de presença obrigatória para os alunos matriculados na disciplina seminários

Resumo:

Neste seminário irei apresentar como técnicas de simulação computacional baseadas em dinâmica molecular reativa [1] podem ser usadas no desenvolvimento de novos materiais em uma grande variedade de aplicações. Estas técnicas tornam possível simular sistemas com milhões de átomos, mas com a novidade de permitir reações químicas (criar/quebrar ligações químicas) em tempo de simulação. Para destacar essa versatilidade, descreverei o uso destas técnicas no estudo de uma nova classe de estruturas (cristalinas) porosas baseadas em carbono chamadas Schwarzitas [2]. Uma homenagem ao cientista alemão Hermann Schwarz, que as idealizou em 1880. A geometria destas estruturas é bastante complexa e separadas em famílias conforme o seu tipo de simetria. Apesar de sua idealização existir a mais de um século, a sua realização nunca se tornou realidade até que as impressoras 3-D fornecessem a primeira maneira prática de produzi-las. Em um trabalho que publicamos recentemente [3] a versão nano foi investigada a partir de simulação computacional usando dinâmica molecular e em que todos os átomos das Schwarzitas são de carbono. E a sua contrapartida macro, feita de polímero, foi gerada via impressão 3D. Uma característica marcante das Schwarzitas, e vista nas duas escalas, é a maneira em que elas se deformam. As estruturas se deformam em camadas e de forma organizada. Isto explica como estas estruturas podem ter seus tamanhos reduzidos à metade sem apresentar grandes fraturas.

[1] The ReaxFF reactive force-field: development, applications and future directions. npj Computational Materials, 2, 15011 (2016).
[2] Generating carbon schwarzites via zeolite-templating, PNAS (2018).
[3] Multiscale Geometric Design Principles Applied to 3D Printed Schwarzites. Advanced Materials, 1704820 (2017).

Data: 19 de outubro de 2018 – (sexta-feira) Local: Sala 212 – Auditório do Departamento de Física – Horário: 10h15min