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dc.creatorNogueira, Thiago Puccinelli Orlandi
dc.date.accessioned2025-12-30T16:51:04Z
dc.date.available2025-12-30
dc.date.available2025-12-30T16:51:04Z
dc.date.issued2024-02-28
dc.identifier.citationNOGUEIRA, Thiago Puccinelli Orlandi. Estudo computacional de sistemas polimórficos. 2024. 108 f. Tese (Doutorado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/19157
dc.description.abstractIn this study, we analyze the structural behavior of two types of core-softened colloids: spherical and dumbbell-shaped colloids with distinct separations, ranging from almost complete overlap to no overlap. Using Molecular Dynamics simulations in the NpT ensemble, we identify that spherical colloids can exhibit well-defined crystalline structures such as a Low-Density Triangular phase, stripes, a Kagome lattice, and a High-Density Triangular phase. For dumbbell-shaped colloids, the structures are strongly affected by anisotropy. For dimers with a short intramolecular distance, we identify the Low-Density Triangular phase, an aggregate phase, and side-by-side stripes, while for cases with an intermediate distance, we identify a Low-Density Triangular phase and stripes with distinct orientation patterns. When there is no overlap between the monomers in a dumbbell, behavior similar to the symmetric spherical case is recovered. By selecting the system with an intermediate distance and exploring its phase diagram at low temperatures, due to its ability to exhibit a variety of stripe patterns, through the analysis of thermodynamic and structural changes along compression isotherms, we explore the transition between these polymorphic stripes patterns. In addition to the obtained stripe and low-density triangular solid phases, we observe a nematic fluid phase characterized by a polymer-like pattern at high temperatures and intermediate pressures. Furthermore, we demonstrate the significant role played by the new characteristic length scale, arising from the anisotropic geometry of the dimers, in the transition between stripe patterns. Notably, not only do the structural properties exhibit intriguing behavior, but diffusion and density in the nematic fluid phase also display an anomalous increase similar to that observed in water under compression. These findings can be valuable for guiding the design of materials based on nanoparticles, aiming to achieve specific mesopatterns, through the use of molecular geometry anisotropy to control self-assembly patterns.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGSpt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectColoidespt_BR
dc.subjectSistema 2Dpt_BR
dc.subjectAuto-montagempt_BR
dc.subjectCaroço amolecidopt_BR
dc.subjectColloidspt_BR
dc.subject2D systempt_BR
dc.subjectSelf-assemblypt_BR
dc.subjectCore-softenedpt_BR
dc.titleEstudo computacional de sistemas polimórficospt_BR
dc.title.alternativeComputational study of polymorphic systemspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-0688-9395pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5068320085993516pt_BR
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0002-8025-6529pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9477024092198309pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Piazza, Francesco
dc.description.resumoNeste trabalho analisamos o comportamento estrutural de coloides com duas formas; são elas: moléculas esféricas e em forma de haltere com separações distintas, desde sobreposição quase completa a sem sobreposição. Usando simulações de Dinâmica Molecular no ensemble NpT, identificamos que os coloides esféricos podem apresentar estruturas cristalinas bem definidas como uma fase Triangular de Baixa Densidade, stripes, uma rede Kagome e uma fase Triangular de Alta Densidade. Para os coloides em forma de halteres, as estruturas são fortemente afetadas pela anisotropia. Para os dímeros com menor distância intramolecular, identificamos a fase Triangular de Baixa Densidade, uma fase de agregados e stripes lado a lado, enquanto para os casos com distância intermediária, identificamos uma fase Triangular de Baixa Densidade, e stripes com padrões de orientação distintos. Quando não há sobreposição entre os monômeros em um haltere, um comportamento semelhante ao do caso esférico simétrico é recuperado. Ao selecionar o sistema com distância intermediária e explorar seu diagrama de fase a baixa temperatura, devido à sua capacidade de exibir uma variedade de padrões de stripes, através da análise de mudanças termodinâmicas e estruturais ao longo das isotermas de compressão, exploramos a transição entre esses padrões polimórficos. Além das fases stripes e sólida triangular de baixa densidade obtidas, observamos uma fase de fluido nemático caracterizada por um padrão semelhante ao de polímero em altas temperaturas e pressões intermediárias. Além disso, demonstramos o papel significativo desempenhado pela nova escala de comprimento característica, que surge da geometria anisotrópica dos dímeros, na transição entre os padrões de stripes. Notavelmente, não apenas as propriedades estruturais exibem comportamento intrigante, mas a difusão e a densidade na fase fluida nemática, também, apresentam um aumento anômalo semelhante ao observado na água sob compressão. Essas descobertas podem ser valiosas para orientar o design de materiais baseados em nanopartículas, com o objetivo de alcançar mesopadrões específicos, através do uso da anisotropia na geometria molecular para, assim, controlar os padrões de auto-montagem.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Bordin, José Rafael
dc.subject.cnpq1FISICApt_BR
dc.subject.cnpq2FISICA GERALpt_BR


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