Dissertações/Teses

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2023
Descrição
  • LIANGELA AROUCHE FERREIRA
  • ESTUDO TEÓRICO DAS PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS E CINÉTICAS NAS REAÇÕES DE COMBUSTÃO DO DIBORANO COMO COMBUSTÍVEL DE FOGUETE

     
  • Data: 18/12/2023
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  • Investigação acerca das propriedades termodinâmicas e cinéticas nas reações de combustão do diborano como combustível de foguete, à luz da literatura especializada. Para tanto, objetiva compreender as características e propriedades termodinâmicas e cinéticas da decomposição térmica das matérias de alta energia em busca de desenvolver um mecanismo das reações químicas de combustão. Do ponto de vista metodológico, trata-se de um estudo aplicado, com fins descritivos, abordagem quantitativa, cuja geometrização das moléculas foi modelada usando a programa Gaussview 5.0, considerando os dados experimentais para as ligações de cada molécula de interesse B-B, B-H, B-O, O-O, H-H, O-H, mencionadas nas reações isódesmicas. Evidencia-se que as otimizações das moléculas de equilíbrio no estado fundamental, foram realizadas usando o modelo B3LYP funcional de DFT para as geometrias das moléculas. Afirma-se que os cálculos das reações foram computados em temperaturas distintas de 100K, 298K, 500K e 1000K, assim fora possível extrair do arquivo de saída do Gaussian 09 as propriedades termodinâmicas tais como Variação de entalpia, Energia Livre de Gibbs, e Constante de equilíbrio. As constantes de equilíbrio Keq, foram computadas a partir das propriedades termodinâmicas dos reagentes e produtos em função da temperatura, e a variação de entalpia (∆H), foram calculadas tomando como base a diferença entre as entalpias dos produtos e reagentes. Reforça que na Teoria funcional da densidade (B3LYP) foi utilizado o conjunto de base cc-pVTZ (Tripla Zeta) para determinar a entalpia de formação das espécies neutras e críticas na decomposição térmica. A apresentação dos dados computacionais das geometrias moleculares foi apresentada nas formas de tabelas e gráficos. Concluiu-se que a técnica de reação isodésmicas tem muito sucesso em determinar os tipos de reações de combustão, e nos ajudou a esclarecer quais das reações estão envolvidas na absorção do calor produzido durante o processo. Observou-se que as reações I, II e III são reações com alto valor da variação da energia de Gibbs (negativa) e que liberam alta valor de energia para o meio.

2022
Descrição
  • ANDRÉ LUIS RODRIGUES MATHIAS
  • PROPRIEDADES FÍSICAS DAS NANOESTRUTURAS 2-D DOS DICALCOGENETOS DO TIPO XY2 (X= Mo, W; Y= S,Se) VIA TEORIA DO FUNCIONAL DA DENSIDADE

     
  • Data: 16/12/2022
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  • Os nanomateriais de dicalcogeneto de metal de transição ou TMDs são uma classe de materiais com uma razão estequiométrica do tipo XY2, onde X é um metal de transição e Y é um calcogênio, caracterizado pela ligação covalente entre os elementos X e Y exibindo uma polarização causada pela transferência de elétrons entre átomos. Esses materiais apresentam uma variedade de morfologias, desde materiais tridimensionais até materiais unidimensionais, mas, na forma de camadas bidimensionais, apresentam uma variedade de comportamentos, tornando-os convenientes para diversas aplicações industriais. Neste estudo, modelamos e analisamos computacionalmente as propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e termodinamicas, através da teoria DFT (teoria do funcional da densidade) para as nanoestruturas de MoS2, WS2, MoSe2 e WSe2, levando em consideração as aproximações: a aproximação de densidade local (LDA) e aproximação do gradiente generalizado (GGA) da estrutura otimizada com energia no estado fundamental. Os parâmetros estruturais calculados aproximam-se dos dados experimentais e teóricos existentes na literatura, e mesmo o bandgap de energia os caracteriza como semicondutores. As densidades de estado total (DOS) e parcial (PDOS) foram estimadas, indicando as contribuições dos orbitais atômicos, as absorções de luz ao longo dos planos de polarização demonstram possíveis aplicações como sensores na faixa ultravioleta e visível. Por fim, se analisa os potenciais termodinâmicos e calor específico em função da temperatura.

  • KASSIO FELIPE DA COSTA SERRA
  • ESTUDO TEÓRICO DAS PROPRIEDADES ESPECTROSCÓPICAS ELETRÔNICAS E TERMODINÂMICAS DAS ESTUTURAS DOS ADITIVOS NO COMBUSTÍVEL ESPACIAL

  • Data: 26/09/2022
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  • Os combustíveis na aero especial e nas suas indústrias de aviação têm requisitos muito específicos relacionados com especificações militares e normas ASTM. Atualmente, Querosene e Gasolina de aviação são principais combustíveis utilizados, que são derivados de combustíveis fosseis (fontes não-renováveis), e considerados responsáveis por grande parte das emissões de gases de efeito estufa (aquecimento global) lançados na atmosfera. No Laboratório Associado de Combustão e Propulsão (LCP) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) foi desenvolvido um novo combustível limpo e mais barato, tem a base de etanol e etanolamina é combinado ao peróxido de hidrogênio concentrado. Este combustível começa a queimar espontaneamente sem a necessidade de uma fonte de ignição externa. Sendo assim, esta pesquisa fica em busca de encontrar a potencialidade de combustíveis benignas ou como aditivos nos combustíveis tradicionais. Neste sentido, destaca-se a possibilidade de caráter de combustíveis de butanol e propanol com amplas aplicabilidades. O objetivo dessa trabalho é analisar os relacionamentos e efeitos das estruturas isoméricas das moléculas de propanol e butanol como aditivados, bem suas propriedades termodinâmicas utilizando os métodos teóricos de DFT (B3LYP e PBE0) e método semiempírico PM6. Nota-se que os métodos de DFT tiveram uma boa aproximação na computação de energia livre de Gibbs e outras parâmetros termoquímicos para os isômeros do propanol, n-butanol e sec-butanol ao método PM6 e também se aproximaram aos valores de referência. Observou-se, no estudo de excitação eletrônicas na perspectiva espectro de absorção e dos Orbitais de Fronteira (HOMO-LUMO), revelando-se pôr a diferença dos orbitais de HOMO-LUMO, a reatividade e os possíveis formação de radicais nas câmeras de reação de combustão. Enfim, a minúscula variação e diferenças das propriedades termodinâmicas entre as estruturas de interesse das moléculas energéticas foram diagnosticadas pela método de Análise de componentes principais.

2021
Descrição
  • RICARDO CORSINI DE CARVALHO
  • PROPRIEDADES MECÂNICAS E OPTOELETRÔNICAS DAS NANOESTRUTURAS NbO2 E Nb2O5 VIA CÁLCULOS DE PRIMEIROS PRINCÍPIOS

  • Data: 12/07/2021
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  • Todos os materiais a base de Nióbio (Nb) têm sido amplamente investigados nas décadas recentes devido a uma série de aplicações especiais na indústria de alta tecnologia, a saber, nos setores aeroespaciais, por exemplo, como superligas metálicas e, também, na eletroeletrônica na qual são usados como microcapacitores. Nós relatamos os resultados de um estudo teórico do Dióxido de Nióbio (N bO2) e Pentóxido de Nióbio (N b2O5) o qual é baseado no modelo de pseudopotencial de ondas planas ab initio via Teoria do Funcional da Densidade (DFT), com ambas as aproximações do gradiente generalizado (GGA) e densidade local (LDA), para os potenciais de troca e correlação. As propriedades mecânicas, as estruturas de bandas eletrônicas, as densidades de estados eletrônicas, a refletividade e a absorção óptica são calculadas para as nanoestruturas otimizadas em seus níveis mais baixos de energia e, as comparações revelam boa concordância dos parâmetros de rede calculados com resultados teóricos e experimentais. As propriedades mecânicas para o N bO2 e N b2O5: módulos de Young, cisalhamento e coeficientes de Poisson são apresentados e indicam que as nanoestruturas possuem propriedades mecânicas melhoradas. Um bandgap indireto E(Z −→ Γ) foi obtido com as aproximações GGA e LDA de cálculos para ambos N bO2 e N b2O5. Em adição, as absorções ópticas e as refletividades mostraram ser sensíveis aos planos de polarização da luz incidente no intervalo da radiação ultravioleta ao espectro visível.

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