Estudo teórico computacional de suspensões coloidais de nanopartículas em solventes orgânicos

• Main Author: Guedes Sobrinho, Diego
• Other Authors: Moura, André Farias de
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Física e química teórica; Nanopartículas (coarsegrained); Dinâmica molecular; Distribuição radial de pares; Potencial de força média; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/6550

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4957.pdf: 21190527 bytes, checksum: 413709070fb6756ed5ca83e7f9d98b89 (MD5) Previous issue date: 2013-02-12 === Financiadora de Estudos e Projetos === In this work, were studied nanoparticles colloidal systems ZrO2 were using coarse grained models in order to observe the influence of the interaction potential between nanoparticles and the solvents in the system coloidal structure at chemical equilibrium. The molecular dynamics (MD) method was applied to propagate the system trajectories from an optimized initial structure. The interaction energy values allowed the evaluate of which systems reached the colloidal stability and which converged to aggregates with different morphologies just by self-organization mechanisms. The analysis based of the radial distribution function allowed us to relating the nanoparticles superficial faces with the morphologies of aggregates for the correlations peak positions. The radial pair distribution plots and the average of interaction energy determined the interaction potential effect of the solvent in the colloidal systems structure at equilibrium. The colloidal stability was favored when the interaction potential of nanoparticles was equivalent to the interaction potential of the solvent, i.e., almost attractive nanoparticles in almost attractive solvent and attractive nanoparticles in attractive solvents. In other hand, the variation of solvent s interaction potential, using almost attractive nanoparticles in attractive solvent and attractive nanoparticles in almost attractive solvent, leaded systems to form nanoparticles aggregates with different morphologies, depending on the interaction between nanoparticles. Almost attractive nanoparticles formed a nanobunch, whereas attractive nanoparticles formed a nanorod. Gibbs energy of the nanoparticles aggregation process in each system was calculated, which indicated concordance between the thermodynamic of the aggregation process or of colloidal stabilization and the equilibrium systems obtained by molecular dynamic. === Neste trabalho, foram estudados sistemas coloidais de nanopartículas de óxido de zircônio (ZrO 2) utilizando modelos coarse grained a fim de se observar a influência do potencial de interação entre as nanopartículas e o solvente na estrutura coloidal do sistema no equilíbrio químico. O método de dinâmica molecular (MD) foi utilizado para propagar as trajetórias dos sistemas a partir de uma estrutura inicial otimizada. Os valores de energia de interação permitiram avaliar quais sistemas atingiram a estabilidade coloidal e quais convergiram para agregados com diferentes morfologias apenas por mecanismos de auto-organização. A análise das funções de distribuição radial de pares permitiu relacionar a combinação das faces superficiais das nanopartículas com as morfologias dos agregados a partir das posições dos picos de correlação. Os gráficos de distribuição radial de pares e a média das energias de interação determinaram o efeito do potencial de interação do solvente na estrutura coloidal dos sistemas no equilíbrio. A estabilidade coloidal foi favorecida quando o potencial de interação das nanopartículas foi equivalente ao potencial de interação do solvente, ou seja, nanopartículas pouco atrativas em solvente pouco atrativo e nanopartículas atrativas em solvente atrativo. Por outro lado, variando o potencial de interação do solvente, com nanopartículas pouco atrativas em solvente atrativo e nanopartículas atrativas em solvente pouco atrativo, os sistemas formaram agregados de nanopartículas com diferentes morfologias dependendo da interação entre as nanopartículas. Nanopartículas pouco atrativas formaram um nanobunch, nanopartículas atrativas formaram um nanorod. A energia de Gibbs do processo de agregação das nanopartículas em cada sistema foi calculada, tendo indicado uma concord ancia entre a termodinâmica do processo de agregação ou de estabilização coloidal com os sistemas em equilíbrio obtidos por meio da dinâmica molecular.