Auto-organizaÃÃo de partÃculas patchy carregadas.

• Autor(a) principal: Jorge Luiz Bezerra de AraÃjo
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=11398
• topic: Coloides; PartÃculas Patchy; Diagrama de Fases; Auto-organizaÃÃo; DinÃmica Molecular; Colloids; Patchy Particles; Phase Diagram, Self-assembly, Molecular Dynamics; FISICA

O atual estÃgio de desenvolvimento de tÃcnicas experimentais permite a sÃntese de partÃculas coloidais complexas, cuja superfÃcie pode ser precisamente "decorada" com propriedades fÃsicas e/ou quÃmicas diferentes. Tais coloides sÃo usualmente definidos como partÃculas patchy. Como resultado da modificaÃÃo de partes da superfÃcie de tais partÃculas, a interaÃÃo entre as mesmas à geralmente caracterizada por um potencial anisotrÃpico. Estudar e compreender o processo de auto-organizaÃÃo desse sistema particular à de grande interesse tanto do ponto de vista cientÃfico como tecnolÃgico devido sua utilizaÃÃo em materiais funcionais. Nessa dissertaÃÃo, estuda-se o comportamento de um sistema bidimensional de partÃculas patchy carregadas, nas quais a superfÃcie à decorada pontualmente com uma carga de sinal contrÃrio do centro da mesma de modo que cada coloide possua uma carga total C responsÃvel pelo potencial de interaÃÃo. Neste trabalho foi utilizada a tÃcnica de simulaÃÃo DinÃmica Molecular para estudar o processo de auto-organizaÃÃo dessas partÃculas para diversas densidades e temperaturas. Contudo, antes de apresentar resultados numÃricos apresenta-se o modelo de partÃcula patchy e verifica-se o comportamento da energia de interaÃÃo com dependÃncia na carga efetiva da partÃcula e com o nÃmero de sÃtios ativos (p) que decoram as superfÃcies dos coloides, chamados de patches. Nota-se que o estudo de tais parÃmetros à fundamental na previsÃo de estruturas que o sistema se estabiliza. Apresentam-se as estruturas de mÃnima energia estÃveis, de um sistema com p=2 e carga total neutra, em um diagrama de fases com dependÃncia na temperatura e densidade para p=2. Esse diagrama apresenta claramente duas fases bem definidas que foram distinguidas atravÃs de cÃlculos de propriedades termodinÃmicas durante a simulaÃÃo. Resultados para diferente p e carga total tambÃm sÃo apresentados a fim de mostrar a influencia do nÃmero de patches, e da carga total, na configuraÃÃo do sistema. Em geral, observa-se que para altos valores da carga total e/ou nÃmero de patches de cada partÃcula, o potencial repulsivo prevalece fazendo com que o sistema se estabilize em uma configuraÃÃo cristalina. Por outro lado, um sistema composto de partÃculas com baixo valor de carga total ou numero de patches as partÃculas apresentam um potencial atrativo induzindo diferentes tipos de configuraÃÃes no sistema, como, por exemplo, estruturas na forma de anÃis e linhas de partÃculas.