Study of some lattice models for polymers and fluids

• Autor(a) principal: Rodrigues, Nathann Teixeira
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: https://locus.ufv.br//handle/123456789/31077
• topic: Transformações de fase (Física estatística); Fenômenos críticos; Física Estatística e Termodinâmica

Modelos de rede têm sido amplamente utilizados na modelagem de diversos tipos de sis- temas reais, sendo de grande importância no estudo de transições de fase. Em polímeros, estes modelos foram essenciais no entendimento de propriedades universais, possibilitando um maior entendimento de importantes fenômenos, como o enovelamento e a adsorção de proteínas. Quando aplicados em sistemas fluidos, modelos de rede têm sido utilizados no estudo de diversas propriedades, e.g, interfaces de fluidos, transições de fases e fluxos de multifase. Nesta tese, investigamos modelos de rede para polímeros e fluídos. Ex- ploramos redes bidimensionais para polímeros lineares próximos a uma superfície, com o polímero sendo aproximado pelo modelo de interacting self-avoiding trails (ISATs). Com a utilização de métodos de Monte Carlo, caracterizamos o comportamento termodinâmico de ISATs adsorventes nas redes quadrada e triangular. No primeiro caso, exploramos a natureza universal da transição de adsorção, considerando diferentes condições para a superfície e para o solvente. Confirmamos a hipótese de universalidade na adsorção or- dinária, entretanto, no ponto especial, um comportamento não universal foi observado. Na rede triangular, estudamos o desafiador problema de analisar e construir o diagrama de fases tridimensional do modelo. Para os sistemas de fluidos, investigamos modelos de gases de redes compostos por partículas duras que excluem até o seu k-ésimo vizinho (k nearest-neighbor - kNN) nas redes quadrada e cúbica com soluções semi-analíticas em redes de Husimi (Husimi lattices - HLs). Resolvendo os modelos 1NN e 2NN em HL de nível L construídas com quadrados, caracterizamos os parâmetros críticos e, utilizando o método de anomalia coerente, tentamos obter os expoentes críticos β e γ. Em ambos os modelos, encontramos parâmetros em boa concordância com as estimativas mais precisas reportadas na literatura. Entretanto, não foi possível obter estimativas confiáveis para os expoentes críticos. Na rede cúbica, estudamos as misturas binárias 0NN-1NN, 0NN-2NN e 1NN-2NN e a ternária 0NN-1NN-2NN. Resolvendo estas misturas em uma HL con- struída com cubos, encontramos um comportamento termodinâmico bastante rico, com a presença de quatro fases estáveis, duas fluidas e duas sólidas, sendo separadas por tran- sições de fases contínuas e descontínuas. Também encontramos pontos críticos, tricríticos e triplos e até mesmo uma anomalia termodinâmica. Palavras-Chave: Modelos de rede. Transições de fase. Fenômenos críticos. Self- avoiding trails. Gás de rede. Redes de Husimi.