Condução térmica em regime local de campo-próximo: condução térmica em sistemas nanoestruturados
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Data
2015-11
Autores
Apaza Choquehuanca, Rodrigo Wenceslao
Lapas, Luciano Calheiros
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Resumo
A busca por fontes limpas de energia sem impacto climático e ambiental constitui um
grande objetivo estratégico. Neste trabalho desenvolvemos um estudo sobre a conversão de
energia em escala da ordem de alguns nanômetros pela trasferência de calor entre clusters em
regime de campo-próximo. Por meio de Simulação de Dinâmica Molecular (SDM), estudamos o
comportamento da transferência de calor entre duas nanopartículas (NPs). Implementamos por
meio de SDM a interação entre duas NPs para o caso 2D. A partir da termodinâmica de não-
equílibrio aplicada a sistemas mesoscópicos, desenvolvemos uma análise de troca de calor entre
dois clusters, controlando a distância de separação entre eles. Utilizamos o método de Verlet,
baseado no método de diferenças finitas (MDF), e o potencial de Buckingham para descrever as
forças atrativas e repulsivas experimentadas pelos átomos. A técnica permite uma estimativa da
variação da temperatura com o transcurso do tempo, como resultado da interação entre os
clusters. Calculamos ainda a condutividade térmica entre os dois clusters para diferentes
distâncias de separação entre eles. Com efeito, a distância de troca máxima de energia pode ser
estimada. Para o caso de distâncias de separação menores do que alguns nanômetros o método
adotado não é adequado para fornecer informações confiáveis. Para realizar essa abordagem, foi
necessário um estudo detalhado das condições iniciais e de contorno.
Descrição
Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Química, Física e Matemática
Palavras-chave
Simulação de Dinâmica Molecular - SDM, Energia, Cluster, Condutividade térmica