DSpace Communidade:http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/33892024-01-17T01:21:27Z2024-01-17T01:21:27ZUltra capacitores : um estudo do desempenho de fortes correlações iônicas, aplicando Teoria Funcional da Densidade.Braga, Otávio Davidhttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/179632023-12-19T20:01:10Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo: Ultra capacitores : um estudo do desempenho de fortes correlações iônicas, aplicando Teoria Funcional da Densidade.
Autor(es): Braga, Otávio David
Resumo: A crescente demanda por dispositivos eletrônicos de alta eficiência e baixa
degradação ambiental resultou, nas últimas décadas, na busca de alternati-
vas para substituir os disopositivos de armazenamento usuais. Nesse sentido,
dispositivos ultra-capacitores vêm ganhando crescente destaque devido às suas
propriedades únicas, que os diferem de capacitores e baterias tradicionais. Esses
sistemas são capazes de armazenar uma quantidade de energia muito superior
à de capacitores usuais. Além disso, podem transferir essa energia de forma
muito mais rápida e sustentável quanto comparados a baterias tradicionais.
Apesar de seu rápido desenvolvimento e absorção em diversos ramos da in-
dústria e tecnologia, muitos aspectos e propriedades desses sistemas precisam
ainda de aprimoramentos e otimizações com vista em aplicações em diversas
áreas da nano-tecnologia.Tendo em vista essas necessidades, o presente traba-
lho tem por objetivo propor uma modelagem teórica capaz de elucidar o papel
desempenhado por fortes correlações iônicas presentes nesses sistemas. Para
isso, propomos um modelo que introduz efeitos de correlações eletrostáticas
na teoria de Poisson-Fermi (PF), através da ideia de “buracos de correlação”,
similares às exclusões posicionais no modelo de rede. Nossos resultados são
comparados aos modelos tradicionais de Poisson-Boltzmann (PB) e PF, além
de resultados obtidos no contexto da Teoria clássica do Funcional de Densidade
(cDFT). Com isso, conseguimos destacar os papéis desempenhados pelas dife-
rentes correlações em diversos níveis de aproximação, bem como seus efeitos
nas curvas de capacitância desses dispositivos.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.2023-01-01T00:00:00ZSoluções solitônicas em condensados de Bose-Einstein.Barroso, Itauany do Nascimentohttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/177222023-11-10T18:05:08Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo: Soluções solitônicas em condensados de Bose-Einstein.
Autor(es): Barroso, Itauany do Nascimento
Resumo: O condensado de Bose-Einstein é formado quando um gás bosônico é resfriado a uma tem-
peratura próxima do zero absoluto. Quando isso ocorre, as propriedades quânticas que são
microscópicas tornam-se macroscópicas, facilitando seu estudo. Nesta dissertação, estudare-
mos ondas de matéria, no contexto de uma representação não-linear para os condensados de
Bose-Einstein sendo submetidos a um potencial Kapitza de armadilha, que é um análogo quân-
tico do pêndulo clássico invertido de Kapitza. Neste potencial foi adicionado um termo linear
que, de certa forma, pode ser associado à interação gravitacional. Para isso, utilizaremos a
equação não-linear de Schrödinger dependente do tempo, também conhecida como equação
de Gross-Pitaevskii. Para encontrar as soluções analíticas, utilizaremos o método da função
tangente hiperbólica estendida, conduzindo a soluções solitônicas. Por meio dessas soluções é
possível analisar o impacto dos parâmetros do potencial Kapitza e do campo gravitacional na
dinâmica solitônica do condensado.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.2023-01-01T00:00:00ZMicrotubo de fibra vegetal revestida com polímero condutivo para sensoriamento de amônia.Souza, Mariana Tainná Silvahttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/174872023-09-26T21:01:44Z2023-01-01T00:00:00ZTítulo: Microtubo de fibra vegetal revestida com polímero condutivo para sensoriamento de amônia.
Autor(es): Souza, Mariana Tainná Silva
Resumo: O desenvolvimento sustentável tornou-se uma questão mundial e, por isso, têm crescido
a utilização de matérias primas naturais para o desenvolvimento de produtos tecnológicos.
Este trabalho teve como objetivo principal preparar e empregar a fibra de Janaúba (FJ),
recoberta com polianilina (PANI), como elemento ativo de sensoriamento de gás amônia,
na faixa de 0 a 30 ppm. Para tal foram realizadas etapas desde a limpeza física e química
das fibras até a caracterização elétrica do sistema. Os resultados obtidos mostraram a
eficácia do compósito FJ/PANI como elemento ativo de sensoriamento de gás amônia na
faixa estudada, apresentando sensibilidade de até 37 kΩ/ppm, destacando sua capacidade
de reter a informação sobre a concentração do gás. Em termos estruturais, as técnicas
aplicadas permitiram caracterizar as fibras, confirmando seu aspecto liso e tubular, com
diâmetro médio inicial de (24 ± 6) μm e parede de espessura inferior a 1 μm. Ademais, as
técnicas evidenciaram as alterações na conformação, diâmetro e rugosidade das fibras
após tratamentos químicos, permitindo traçar uma relação entre esses efeitos e o
recobrimento da fibra pelo polímero. Apesar dos tratamentos com álcool e acetona e
soluções ácidas e alcalinas promoverem a aderência de um filme de PANI mais uniforme
e espesso, foram as fibras não tratadas ou tratadas com água destilada e solução de Extran,
à quente, que apresentaram maior sensibilidade ao gás, sendo justificada pela facilidade
em alterar a quantidade de caminhos de percolação. Esses resultados promissores indicam
o potencial dos sistemas FJ/PANI como sensores de gás de baixo custo, de fácil
fabricação, de baixo impacto ambiental e alto valor agregado. Portanto, este estudo
contribui para o desenvolvimento de materiais tecnológicos, utilizando matérias-primas
naturais negligenciadas, como a FJ, para a criação de sensores efetivos e acessíveis. Os
resultados obtidos abrem caminho para futuras pesquisas e aplicações práticas na área de
monitoramento de gases, fornecendo uma alternativa viável e ambientalmente amigável
para a detecção de amônia em diversos contextos industriais.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.2023-01-01T00:00:00ZEstudo por Primeiros Princípios da Adsorção de moléculas em superfícies de Perovskitas de Iodeto de Chumbo e Metilamônio e o efeito da dopagem com metais de transição no mineral Clinocloro.Guallichico, Luis Antonio Guallichicohttp://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/173902023-08-31T19:59:17Z2022-01-01T00:00:00ZTítulo: Estudo por Primeiros Princípios da Adsorção de moléculas em superfícies de Perovskitas de Iodeto de Chumbo e Metilamônio e o efeito da dopagem com metais de transição no mineral Clinocloro.
Autor(es): Guallichico, Luis Antonio Guallichico
Resumo: No presente trabalho, foi feito um estudo teórico por meio de cálculos de primeiros
princípios baseados na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) como implementada no
pacote de simulação computacional SIESTA das propriedades eletrônicas e ópticas de dos
materiais distintos: uma perovskita ortorrômbica de iodeto de chumbo e metilamônio
(MAPI) e uma amostra do mineral de clinocloro.
O primeiro trabalho teve como motivação principal determinar o efeito de uma molécula
de 4-tert-butilpiridina (TBP) e íons halogenetos(Cl−, I−, e Br−) quando adsorvida em
slabs de MAPI com superfície terminada em iodeto de chumbo (PbI2) plana e iodeto de
metilamônio (MAI). Começamos com a caracterização mecânica e eletrônica do bulk e
determinamos os parâmetros de rede, a energia de coesão e o bulk modulus. Em seguida
foram modelados os slabs com as diferentes superfícies. Inicialmente foram calculadas a
estrutura de bandas e densidades de estados projetada (PDOS) para slabs de espessura
2×1, 3×2, 4×3 e 5×4. No entanto, visto que as propriedades eletrônicas desde tipo de
slabs é independente da sua espessura, a investigação foi baseada em slabs 2×1 utilizando o
funcional GGA-PBE. A adsorção da molécula de TBP e os íons halogenetos foi feita sobre
um slab com superfície PbI2 sem defeitos e também contendo um defeito antisítio Pb-I.
Já no caso de slabs com superfície MAI foi feita unicamente a adsorção da TBP em uma
superfície sem e com a presença de um defeito tipo cluster de Pb. Os resultados mostram
que a TBP e os íons halogenetos adsorvidos sobre um slab com superfície PbI2 sem defeitos
produz uma mudança na distribuição de estados da banda de valência e condução e gera
estados eletrônicos no meio do bandgap. Também, quando a TBP é adsorvida neste
tipo de slab mas contendo um defeito antisítio Pb-I, a TBP não tem efeito nenhum nas
propriedades eletrônicas. Neste caso, com a adição de um halogeneto os estados eletrônicos
no meio do gap foram deslocados e ainda estados de nivel profundo perto do topo da
banda de valência, foram suprimidos. Por fim, em slab com superfície MAI sem defeito
na superfície, a adsorção da TBP não apresentou mudanças nas propriedades eletrônicas
do slab. Já com a presença de um defeito tipo cluster de Pb, a TBP consegui passivar os
níveis de defeitos no meio do gap em slabs 3×2.
O segundo trabalho teve como motivação resultados experimentais, no quais em uma
amostra do mineral de clinocloro foi evidenciada a presença de impurezas de metais de
transição (TMs): Fe3+, Cr3+ e Mn3+. Os nossos resultados mostram que de fato a amostra
de clinocloro estudada apresenta a coexistência de sítios de TMs em estados de carga
distintos, assim como as transições de carga entre eles (F e3+ → F e2+). Além disso, o
espectro de absorção obtida a partir da parte imaginaria da função dielétrica sugere uma
mudança de cor do material quando adicionados os TMs, o que também foi evidenciado
experimentalmente.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.2022-01-01T00:00:00Z