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Title: Simulações de dinâmica molecular de dobras de grafeno.
Authors: Lima, Amauri Libério de
metadata.dc.contributor.advisor: Oliveira, Alan Barros de
Keywords: Grafeno
Anisotropia
Dinãmica molecular
Issue Date: 2013
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: LIMA, A. L. de. Simulações de dinâmica molecular de dobras de grafeno. 2013. 83 f. Dissertação (Mestrado em Física de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2013.
Abstract: O grafite tem sido utilizado há várias décadas como lubrificante sólido. Esta propriedade surge devido à fraca ligação entre as camadas que o compõem. Recentemente, Barboza e colaboradores [l], descobriram uma nova propriedade mecânica de lubrificantes sólidos, a saber, a compressibilidade negativa dinâmica. Foi observado em vários lubrificantes sólidos (incluindo o grafite) que urna expansão vertical ocorre quando estes materiais são submetidos simultaneamente à compressão e cisalhamento. Provavelmente, este efeito deve ocorrer nas diversas aplicações dos lubrificantes sólidos afetando as demais propriedades mecânicas (tribológicas) e, consequentemente, o seu desempenho. Motivado por esta nova descoberta, este trabalho propõe-se a investigar por meio de simulações de dinâmica molecular o efeito anisotrópico da compressibilidade negativa (ou seja, a dependência deste efeito com a orientação cristalina) em escala nanométrica utilizando o grafeno (provavelmente, o material mais investigado atualmente que consiste em um único plano atômico de grafite). Inicialmente, pretendemos avaliar o efeito em apenas duas camadas de grafeno. É importante destacar que esta dependência da compressibilidade negativa com a orientação cristalina já foi observada experimentalmente pelos mesmos autores que descobriram a compressibilidade negativa dinâmica, porém, ainda não é conhecida a origem deste efeito. Ressalta-se que o objetivo do presente trabalho não é reproduzir o experimento e, sim, contribuir para o entendimento do efeito anisotrópico da compressibilidade negativa. Neste sentido, simulações de dinâmica molecular podem fornecer informações em escala nanométrica que ajudem a esclarecer a anisotropia observada. Conhecendo os mecanismos de operação dos lubrificantes sólidos bidimensionais, podemos aproveitar de forma melhor esses materiais em suas aplicações práticas.
metadata.dc.description.abstracten: Graphite has been used for several decades as a solid lubricant. This property is due to the weak bonding between the layers that compose it. Recently, Barboza et al. [1] discovered new mechanical properties of solid lubricants, namely the dynamic negative compressibility. It has been observed in various solid lubricants (including the graphite) that a vertical expansion occurs when these materials are subjected to both compression and shear. Probably, this effect should occur in the various applications of solid lubricants affecting other mechanical properties (tribological) and consequently its performance. Motivated by this new discovery, this work proposes to investigate by means of molecular dynamics simulations the anisotropic effect of negative compressibility (i.e., the dependence of this effect with the crystal orientation) using nanoscale graphene (probably the most investigated material nowadays, which consists of a single atomic plane of graphite). Initially, we intend to evaluate the effect of only two layers of graphene. Importantly, this dependence of negative compressibility on the crystal orientation has been experimentally observed by the same authors who found that the dynamics negative compressibility, however, is not yet known the origin of this effect. It is emphasized that the goal of the present work is not to reproduce the experimental data but contribute to the understanding of the anisotropic effect of negative compressibility. In this sense, molecular dynamics simulations can provide information on nanoscale that helps to clarify the observed anisotropy. By knowing the mechanisms of operation of two-dimensional solid lubricants, we can enjoy the best form these matcrials in their practical applications.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3471
Appears in Collections:FIMAT - Mestrado (Dissertações)

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