Comparação de Diferentes Potenciais para o Estudo de Nanotubos de Carbono por Dinâmica Molecular

Rodrigo Link FederizziLívio Amaral

Cássio S. Moura

Carbono

• Faz parte de ~10 milhões de compostos conhecidos

• Plásticos, combustíveis, açúcares, DNA• Toda forma de vida conhecida é baseada

em carbonoCarbono

(vazio)

Hibridizações dos Orbitais

Combinar para gerardois orbitais sp

Que sãorepresentadospelo conjunto

Hibridizações dos Orbitais

Que sãorepresentadospelo conjunto

Combinar para gerartrês orbitais sp2

Hibridizações dos Orbitais

Combinar para gerar quatro orbitais sp3

Que são representados pelo conjunto

Formas Alotrópicas do Carbono

Nanotubos de Carbono

Nanotubos de Carbono

• Folha de grafite cilíndrica com 0.7<d<10 nm.

• Extremidade = hemisfério de fulereno

• ℓ/d≈104-105

• Quiralidade

Dinâmica Molecular

F = m.a

V F

Equações de Newton

Problema de N corposDinâmica Molecular

Potencial de Interação

• Interação de pares • Repulsão a curto

alcance• Zero a longo

alcance• Região de atração

em torno da distância de equilíbrio

Potencial de Interação

• Interação de trios • Dependência nas

distâncias• Dependência no

número de vizinhos• Possibilidade de

simular diferentes hibridizações

Simulação de Carbono

Tersoff Tersoff (1988)(1988)

Environment DependentEnvironment DependentInteraction Potencial Interaction Potencial (2000)(2000)

XX

Distribuição Radial para Diamante

EDIPEDIP

TersoffTersoff

Distribuição Radial para Diamante

EDIPEDIP

TersoffTersoff

Distribuição Radial para Nanotubo (14,0)

EDIPEDIP

TersoffTersoff

Distribuição Radial para Nanotubo (14,0)

EDIPEDIP

TersoffTersoff

Módulo de Young

• Propriedade que descreve a capacidade do material de sofrer deformações, tanto compressiva como extensiva.

Força Constante

EDIPEDIP

TersoffTersoff

Deformação x Tempo

Tensão x Deformação

Deformação Constante

Energia x Deformação