Diagrama de fases do modelo de gás de rede associativo bidimensional confinado

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Fonseca, Tássylla Oliveira
• Orientador(a): Barbosa, Marcia Cristina Bernardes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Água; Umidade; Hidrofobicidade; Diagrama de fases
• Palavras-chave em Inglês: Water; Lattice; Confined; Dewetting; Wetting
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/221679

Mesmo a água tendo fundamental importância para a existência e manutenção da vida no planeta, há ainda algumas de suas propriedades que são pouco compreendidas. Alguns estudos indicam que pode haver algo interessante ocorrendo na região super resfriada do diagrama de fases da água, o que poderia estar relacionado ao teórico segundo ponto crítico supostamente presente nessa região. Sendo a detecção experimental das duas fases líquidas uma tarefa difícil, experimentos têm sido feitos recentemente com o objetivo de observar as duas fases em um sistema confinado. O uso de sistemas confinados para testar hipóteses para sistemas não confinados esbarra em alguns obstáculos. A física do sistema confinado seria a mesma do não confinado? Qual seria o limite de confinamento no qual os comportamentos físicos convergeriam? A resposta para essas duas questões não é simples, mas fundamental para a separação de propriedades características do confinamento, de propriedades universais. Afim de explorar como a temperatura de transição da água confinada depende da natureza da parede confinante e do tamanho do confinamento, e consequentemente como é afetado o diagrama de fases da água no plano potencial químico vs. temperatura, além da quantificação da frustação estrutural, utilizamos um modelo mínimo, um modelo Gás de Rede Associativo em duas dimensões para o confinamento. O confinamento hidrofóbico além de apresentar as fases observadas no sistema não confinado, induz o surgimento de uma nova fase onde há gás em contato com as paredes, enquanto uma fase líquida é estabelecida nas camadas centrais, a fase “dewetting”. Mesmo para distâncias muito pequenas entre as duas paredes, nenhum transição de secagem está presente. Além disso, o fluido confinado exibe uma temperatura crítica líquido-líquido que aumenta com o aumento da distância entre as paredes confinantes, mas que não alcança o valor do bulk. No confinamento hidrofílico, a fase LDL sofre interferência das paredes atrativas, é então suprimida e dá lugar à fase ILDL, do inglês “interfered LDL”. Atuando como um potencial químico mais elevado, as paredes atrativas favorecem o enchimento precoce da rede à µ destacadamente baixos, levando ao surgimento de uma nova fase que molha completamente as camadas de contato enquanto as camadas centrais estão na fase gasosa, a fase wetting. Nenhuma transição de umidecimento é observada e o comportamento do sistema não confinado não é recuperado.