Expansão térmica de redes aleatórias de carbono
Abstract
Neste trabalho, é apresentada uma rotina de simulação de redes aleatórias de carbono, com hibridização variável, orientada ao cálculo do coeficiente de expansão térmica. O método utiliza um algoritmo para geração de redes aleatórias de carbono além da técnica da aproximação quasi-harmônica que, associada ao potencial parametrizado AIREBO, foram empregados para a simulação. Utilizando esta abordagem, foi gerado um conjunto de 33 estruturas, compostas por 32 átomos, e com teores variáveis de carbono sp, sp2, sp3, para as quais determinou-se o coeficiente de expansão térmica volumétrico em um intervalo de temperatura de 0 a 500 K. Os resultados obtidos sugerem que, para este número de átomos por supercela de simulação, o coeficiente de expansão térmica não depende somente do percentual de hibridização do carbono e, em princípio, isto é atribuído ao limite termodinâmico do sistema não ter sido atingido. Por fim, foi possível identificar que, em casos específicos de estruturas onde foram mantidos os percentuais de carbono sp2, aspectos como a quantidade de carbono sp influenciam no coeficiente de expansão térmica.