Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
dARK ID: | ark:/26339/0013000017bbj |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31956 |
Resumo: | The study of fluid dynamics on nanostructured surfaces is crucial due to the distinct behavior observed at this scale compared to the macroscopic world. This understanding is essential for various technological applications that benefit from nanomaterials, such as self-cleaning surfaces and more efficient energy storage systems. While many studies have been conducted on smooth surfaces, nature often presents surfaces with some degree of imperfection, necessitating a deeper theoretical investigation into these systems and solidliquid interactions. To accomplish this, we will employ molecular dynamics (MD) techniques to simulate water transport on nanostructured surfaces, comparing smooth and corrugated states. Our aim is to understand how water molecules move on different substrates and to gain both qualitative and quantitative insight into the relationship between the contact angle of liquid molecules and surface imperfections. Our results have shown that surface corrugation has a significant impact on these properties. For example, we observed a transition from the hydrophilic to hydrophobic regime and vice versa with the introduction of surface corrugations. Furthermore, we discovered that surface undulation affects transport properties such as diffusion and viscosity, revealing important correlations between these phenomena. |
id |
UFSM_148e6b2a43a378e4a5860d3a0bf6545d |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:repositorio.ufsm.br:1/31956 |
network_acronym_str |
UFSM |
network_name_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository_id_str |
|
spelling |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugaçõesComputational study of thermodynamical and dynamical properties of water on two-dimensional surfaces with ripplesDinâmica molecularSuperfícies com ondulaçãoViscosidadeDifusãoDirecionalidadeMolecular dynamicsRipple surfaceViscosityDiffusionDirectionalityCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAThe study of fluid dynamics on nanostructured surfaces is crucial due to the distinct behavior observed at this scale compared to the macroscopic world. This understanding is essential for various technological applications that benefit from nanomaterials, such as self-cleaning surfaces and more efficient energy storage systems. While many studies have been conducted on smooth surfaces, nature often presents surfaces with some degree of imperfection, necessitating a deeper theoretical investigation into these systems and solidliquid interactions. To accomplish this, we will employ molecular dynamics (MD) techniques to simulate water transport on nanostructured surfaces, comparing smooth and corrugated states. Our aim is to understand how water molecules move on different substrates and to gain both qualitative and quantitative insight into the relationship between the contact angle of liquid molecules and surface imperfections. Our results have shown that surface corrugation has a significant impact on these properties. For example, we observed a transition from the hydrophilic to hydrophobic regime and vice versa with the introduction of surface corrugations. Furthermore, we discovered that surface undulation affects transport properties such as diffusion and viscosity, revealing important correlations between these phenomena.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESO estudo da dinâmica de fluidos em superfícies nanoestruturadas é essencial devido ao comportamento distinto observado nessa escala em comparação com o mundo macroscópico. Essa compreensão é crucial para diversas aplicações tecnológicas que se beneficiam de nanomateriais, como superfícies auto limpantes e sistemas de armazenamento de energia mais eficientes. Embora muitos estudos tenham sido conduzidos em superfícies lisas, a natureza frequentemente apresenta superfícies com algum grau de imperfeição, exigindo uma investigação teórica mais aprofundada sobre esses sistemas e as interações sólido-líquido. Para isso, utilizaremos técnicas de dinâmica molecular (DM) para simular o transporte de água em superfícies nanoestruturadas, comparando estados lisos e corrugados. Nosso objetivo é entender como as moléculas de água se movem em diferentes substratos e obter uma compreensão qualitativa e quantitativa da relação entre o ângulo de contato das moléculas líquidas e as imperfeições da superfície. Os resultados mostraram que a corrugação da superfície tem um impacto significativo nessas propriedades. Por exemplo, podemos observar uma transição do regime hidrofílico para o hidrofóbico e vice-versa com a introdução de corrugações na superfície. Além disso, descobrimos que a ondulação da superfície afeta propriedades de transporte, como difusão e viscosidade, revelando correlações importantes entre esses fenômenos.Universidade Federal de Santa MariaBrasilFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaCentro de Ciências Naturais e ExatasKöhler, Mateus Henriquehttp://lattes.cnpq.br/5754140057757003Oliveira, Artur Harres deBordin, José RafaelRossatto, Rafael Gustavo2024-06-03T15:21:14Z2024-06-03T15:21:14Z2024-04-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/31956ark:/26339/0013000017bbjporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2024-06-03T15:21:14Zoai:repositorio.ufsm.br:1/31956Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2024-06-03T15:21:14Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
dc.title.none.fl_str_mv |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações Computational study of thermodynamical and dynamical properties of water on two-dimensional surfaces with ripples |
title |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
spellingShingle |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações Rossatto, Rafael Gustavo Dinâmica molecular Superfícies com ondulação Viscosidade Difusão Direcionalidade Molecular dynamics Ripple surface Viscosity Diffusion Directionality CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
title_short |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
title_full |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
title_fullStr |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
title_full_unstemmed |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
title_sort |
Estudo computacional das propriedades termodinâmicas e dinâmicas da água sobre superfícies bi-dimensionais com corrugações |
author |
Rossatto, Rafael Gustavo |
author_facet |
Rossatto, Rafael Gustavo |
author_role |
author |
dc.contributor.none.fl_str_mv |
Köhler, Mateus Henrique http://lattes.cnpq.br/5754140057757003 Oliveira, Artur Harres de Bordin, José Rafael |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Rossatto, Rafael Gustavo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Dinâmica molecular Superfícies com ondulação Viscosidade Difusão Direcionalidade Molecular dynamics Ripple surface Viscosity Diffusion Directionality CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
Dinâmica molecular Superfícies com ondulação Viscosidade Difusão Direcionalidade Molecular dynamics Ripple surface Viscosity Diffusion Directionality CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
description |
The study of fluid dynamics on nanostructured surfaces is crucial due to the distinct behavior observed at this scale compared to the macroscopic world. This understanding is essential for various technological applications that benefit from nanomaterials, such as self-cleaning surfaces and more efficient energy storage systems. While many studies have been conducted on smooth surfaces, nature often presents surfaces with some degree of imperfection, necessitating a deeper theoretical investigation into these systems and solidliquid interactions. To accomplish this, we will employ molecular dynamics (MD) techniques to simulate water transport on nanostructured surfaces, comparing smooth and corrugated states. Our aim is to understand how water molecules move on different substrates and to gain both qualitative and quantitative insight into the relationship between the contact angle of liquid molecules and surface imperfections. Our results have shown that surface corrugation has a significant impact on these properties. For example, we observed a transition from the hydrophilic to hydrophobic regime and vice versa with the introduction of surface corrugations. Furthermore, we discovered that surface undulation affects transport properties such as diffusion and viscosity, revealing important correlations between these phenomena. |
publishDate |
2024 |
dc.date.none.fl_str_mv |
2024-06-03T15:21:14Z 2024-06-03T15:21:14Z 2024-04-29 |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31956 |
dc.identifier.dark.fl_str_mv |
ark:/26339/0013000017bbj |
url |
http://repositorio.ufsm.br/handle/1/31956 |
identifier_str_mv |
ark:/26339/0013000017bbj |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria Brasil Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física Centro de Ciências Naturais e Exatas |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Santa Maria Brasil Física UFSM Programa de Pós-Graduação em Física Centro de Ciências Naturais e Exatas |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Manancial - Repositório Digital da UFSM instname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) instacron:UFSM |
instname_str |
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
instacron_str |
UFSM |
institution |
UFSM |
reponame_str |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
collection |
Manancial - Repositório Digital da UFSM |
repository.name.fl_str_mv |
Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) |
repository.mail.fl_str_mv |
atendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com |
_version_ |
1822612574318886912 |