Notícias LNCC
SUPERCOMPUTADOR SANTOS DUMONT AUXILIA EM ESTUDO SOBRE ADSORÇÃO DE ÁGUA
Publicado em: 08/02/2019,11:48
O estudo da adsorção de água em superfícies é crucial em biologia, ciência dos materiais, processos geológicos, processos eletrocatalícos e outras áreas. A adsorção é um processo pelo qual átomos, moléculas ou íons são retidos na superfície de sólidos através de interações de natureza química ou física e, apesar de um grande avanço na área nas últimas décadas, o completo entendimento ainda não foi alcançado. Porém, através de uma intensa colaboração teórico/experimental com recursos computacionais do supercomputador Santos Dumont, sediado no LNCC, pesquisadores conseguiram esclarecer a estrutura interfacial das moléculas de água estrutural na face livre (010) do cristal natural gipsita (CaSO4.2H2O). Utilizando-se de técnicas sensíveis e seletivas, os pesquisadores estudaram estas superfícies e interfaces até a última camada atômica. O resultado foi positivo, tendo o trabalho publicado no Journal of the American Chemical Society (JACS).
Ilustração da interface entre o gesso, na parte inferior, e água na parte superior.
As simulações utilizaram supercélulas com até 400 átomos e foram simuladas por tempos de dinâmica molecular da ordem de 40ps. Do ponto de vista experimental foi utilizada a espectroscopia por geração de soma de frequências (SFG, do inglês Sum Frequency Generation), que é uma técnica óptica não linear que fornece o espectro vibracional de moléculas em interfaces, sem contribuição do volume do material. Para maximizar a compreensão do sistema, os resultados experimentais foram analisados em conjunto com simulações computacionais de dinâmica molecular de primeiros princípios. Através das simulações computacionais conseguimos identificar a contribuição de cada molécula para cada um dos picos observados, bem como qual o modo de vibração responsável por ele, destaca o Gustavo Dalpian da UFABC, um dos autores do trabalho. As medidas experimentais foram realizadas pelo grupo de Paulo Miranda, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC-USP).
