Orientador: Mario Noboru Tamashiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:51:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Constantino_MairaAlves_M.pdf: 3844438 bytes, checksum: af45f6cbe23805204e63a810f7f6de8b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Obtivemos a energia livre eletrostática de íons próximos a uma interface dielétrica planar e esférica entre fluidos imiscíveis utilizando a teoria de dielétrico contínuo. Para a geometria planar, o íon foi modelado como uma esfera dielétrica com densidade de carga superficial uniforme e fixa. Para evitar a polarização de cargas na interface iônica, consideramos não haver contraste dielétrico entre o interior do íon e o meio dielétrico externo em que ele está presente (aproximação de dielétrico misto), permitindo uma solução exata do problema eletrostático utilizando o método de carga imagem. Mostramos que resultados publicados anteriormente na literatura para este modelo subestimam a energia livre eletrostática associada a íons não-polarizáveis por uma ordem de magnitude, especialmente quando há penetração iônica parcial na interface. Para a geometria esférica, o íon é modelado tanto como pontual quanto como uma esfera com densidade de carga superficial uniforme e fixa cujo interior é novamente modelado utilizando a aproximação de dielétrico misto. Mostramos que as energias livres eletrostáticas dos íons pontual e de raio finito para a interface esférica são numericamente idênticas na ausência de penetração na interface e são sempre inferiores à energia livre eletrostática associada com a interface planar / Abstract: We obtain the electrostatic free energy of ions near a planar and spherical dielectric interface between immiscible fluids within the framework of the classical continuum dielectric theory. For the planar geometry, the ion is modeled as a dielectric sphere with a fixed uniform surface charge density. In order to avoid the generation of additional induced charges on the ionic surface, it is assumed there is no dielectric contrast between the ion core and the external dielectric medium where it is embedded (mixed-dielectric model), which allows an exact solution of the electrostatic problem by the image-charge method. It is shown that earlier results reported in the literature, especially when there is partial ionic penetration into the interface, underestimate the electrostatic free energy associated with nonpolarizable ions by an order of magnitude. For the spherical geometry, the ion is modeled as punctual and as a dielectric sphere with a fixed uniform surface charge density whose core is again modeled as a mixed dielectric. It is shown that the electrostatic free energies of the point-like and the finite-sized ions for the spherical interface are numerically the same in the absence of penetration into the interface and that they are always lower than the electrostatic free energy associated with the planar interface / Mestrado / Física Estatistica e Termodinamica / Mestra em Física

Orientadores: Rubens Caram Junior, Maria Cristina C. Cunha / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:11:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanotello_Marcelo_D.pdf: 7349759 bytes, checksum: 0a1dce81b72f159315891f5cd7f1dafb (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado

Submitted by Alexandra Feitosa (alexandra.feitosa@ufpe.br) on 2017-07-25T13:27:14Z No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-JorgeCasierra.pdf: 2433959 bytes, checksum: b9ef1bdd09d186c57d8e2863777c8f98 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T13:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012-Dissertacao-JorgeCasierra.pdf: 2433959 bytes, checksum: b9ef1bdd09d186c57d8e2863777c8f98 (MD5) Previous issue date: 2012-07-31 / Apresentamos uma solução alternativa para a cadeia de Isingna presença de campo comcondições de contorno aberta e periódica, nos ensembles microcanônico e canônico, a partirde uma perspectiva combinatória e topológica unificada. Em particular, o cálculo da entropiacomo função da energia revela um valor residual para campos críticos, um fenômeno para oqual fornecemos uma interpretação topológica e uma conexãocom a sequência de Fibonacci. Afunção de partição canônica é identificada como a função geradora combinatorial do problemamicrocanônico. Uma análise detalhada da termodinâmica comvariação do campo magnético,incluindo temperaturas positivas e negativas, revela características interessantes. Por fim, nósenfatizamos que nossa abordagem combinatória para o ensemble canônico é útil no cálculo ex-ato do valor médio da característica de Euler associada com as configurações de spin da cadeia,a qual é descontínua nos referidos campos críticos, e cujo comportamento com a temperaturaé esperado estar associado com o comportamento crítico da cadeia. De fato, nossos resultadosmostram que uma conjectura proposta também é válida para a cadeia de Ising:χ(TC) =0, ondeTC=0 é a temperatura crítica. / We present an alternative solution of the Ising chain in a field under free and periodic bound-ary conditions, in the microcanonical and canonical ensembles, from a unified combinatorialand topological perspective. In particular, the computation of the entropy as a function of theenergy unveils a residual value for critical fields, a phenomenon for which we provide a topo-logical interpretation and a connection with the Fibonaccisequence. The canonical partitionfunction is identified as the combinatorial generating function of the microcanonical problem.A detailed analysis of the thermodynamics with varying magnetic field, including positive andnegative temperatures, reveals interesting features. Last, we emphasize that our combinatorialapproach to the canonical ensemble is suitable for the exactcomputation of the thermal averagevalue of the Euler Characteristic associated with the spin configurations of the chain, which isdiscontinuous at the referred critical fields, and whose temperature behavior is expected to de-termine the phase transition of the model. Indeed, our results show that the conjecture is validfor the Ising chain:χ(TC) =0, whereTC=0 is the critical temperature.

Orientador: Ram Sharan Katiyar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-17T22:09:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MendesFilho_Josue_D.pdf: 3527035 bytes, checksum: e7c7d1c8d186c7ae100659b06ff41359 (MD5) Previous issue date: 1984 / Resumo: Experiências de espalhamento Raman dependente da temperatura e da pressão foram realizados para estudar o comportamento dos fonons no b-LiIO3. Descobriu-se um novo método para crescer monocristais de b-LiIO3 em nosso laboratório. Os cristais crescidos em uma solução a 75 C são estáveis para temperaturas abaixo do ponto de fusão e não se transformam nas fases a ou g . A classificação dos fonons nas simetrias permitidas foi feita a partir de espectros Raman polarizados a temperatura de 10 K, como também da variação da freqüência dos fonons óticos com a temperatura. Identificamos todos os 15 modos da simetria Bg, 14 da simetria Eg e 13 da simetria Ag, em um total de 15 modos preditos para cada simetria pela teoria de grupo. A dependência dos fonons ativos no Raman não mostrou qualquer comportamento anômalo da freqüência com a temperatura no intervalo de 10 K a 650 K. Entretanto a largura de linha de dois fonons da simetria Bg com freqüências de 344 cm-1 e 460 cm-1 e um fonon da simetria Ag com freqüência de 249 cm-1, mostraram um comportamento anômalo de suas larguras de linha com a temperatura. O espalhamento Raman em função da pressão no b-LiIO3 foi feito a temperatura ambiente usando uma câmara de pressão com janela de safira capaz de operar até 95 Kbar. A análise dos espectros Raman polarizados dependentes da pressão mostrou uma mudança descontinua e reversível no espectro para todas as simetrias a uma pressão de 50 Kbar. Interpretamos esta mudança abrupta nos espectros como uma nova transição de fase no LiIO3 na pressão de 50 Kbar que denominamos fase d. Os espectros Raman desta nova fase são bem diferentes das outras três fase existentes no LiIO3 e revelaram uma redução de simetria na mudança da fase b para d. Experiências de raio-X com pressão confirmaram uma transição de fase estrutural, tendo a nova fase estrutura monoclinica pertencente ao grupo de simetria espacial P2/n. O comportamento complexo dos parâmetros a e c da fase tetragonal com a pressão são análogos ao de alguns compostos do tipo peroskivita, nos quais existe um acoplamento forte entre os parâmetros da rede. Utilizou-se os resultados dos espectros Raman dependentes da pressão e temperatura do b-LiIO3 para analisar as contribuições explícitas e implícitas das variações das freqüências dos fonons com temperatura a pressão constante. Os resultados desta análise mostraram que pelo menos dois fonons, um da simetria Ag e o outro da simetria Bg, com freqüências de 249 cm-1 e 460 cm-1 respectivamente, se tornam anarmônicos com o aumento de temperatura. Calculou-se os parâmetros de Gruneissen g para cada modo de freqüência wj, e todos podem ser escritos na forma gj a wj-n onde n = 1,3. Este comportamento dos parâmetros de Gruneissen no b-LiIO3 foram analisados e comparados com os valores de n obtidos nos casos de materiais covalentes, iônicos e moleculares. Concluímos que o valor de n = 1,3 em lugar de n = 2,0 representa a forte mistura entre modos externos e internos no material iônico molecular, que também aparecem no estudo das contribuições explicitas e implícitas das variações das freqüências dos fonons com a temperatura. Realizamos cálculo de dinâmica de rede no b-LiIO3 usando o modelo do, íon rígido de Born. A soma das contribuições Coulombianas de longo alcance foram calculadas usando a identidade de Ewald e fizemos a suposição de que as interações de curto alcance eram axialmente simétricas. As dezessete condições de equilíbrio dos parâmetros estruturais foram usadas para determinar os valores dos parâmetros de constante de força tangencial. Para reduzir o número de parâmetros do modelo fizemos a suposição que as constantes de força radial seguem o potencial de Born-Meyer. Os quinze parâmetros restantes foram determinados através de um ajuste de mínimos quadrados não linear das freqüências observadas no espectro Raman. Os resultados desta análise nos ajudou no cálculo das freqüências e autovetores de cada modo, inclusive dos modos não observados pelo espectro Raman. O cálculo das freqüências dos modos dipolares, ativos somente no infravermelho, mostraram uma pequena e desprezível separação em freqüência entre os modos TO e LO. Os cálculos de dinâmica de rede revelaram que os modos de freqüência de 460 cm-1 da simetria Bg e o de 249 cm-1 da simetria Ag, representam os movimentos dos íons de lítio contra os oxigênio e os íons IO3 respectivamente. Os valores dos parâmetros de constante de força radial entre o iodo e os três oxigênios mais próximos são uma ordem de grandeza maior que quaisquer outros parâmetros de constantes de força. Os parâmetros de interação entre o lítio e os oxigênios confirmam a existência do tetraedro LiO4. A carga efetiva obtida para o íon de iodo é praticamente zero4. Isto mostra que a ligação do iodo com os três primeiros oxigênios é do tipo covalente. Achamos o valor n = 7 para o expoente do potencial de Pauling nas interações entre os oxigênios, que é idêntico ao dado por Pauling / Abstract: The temperature and pressure dependent Raman scattering experiments have been carried out inorder to study phonon behaviour in b-LiIO3. A new method was discovered to grow single crystals of b-LiIO3 in our laboratory. The crystals grown from the solution at 75ºC were quite stable at all temperatures below melting point and they did not transform to a or g-phases. The polarized Raman spectra taken at 10K and their temperature dependence were used to classify phonon peaks of various symmetry. Accordingly we identified all 15 peaks of Bg symmetry, 14 peaks of Eg symmetry and 13 peaks belonging to Ag symmetry as against 15 modes of each symmetry predicted by group theory. The temperature dependence of Raman active phonons did not show any anomalous behaviour in their frequencies in the temperature range 10K to 650K. However, the line widths of at least two Bg phonons with frequencies 344cm-1 and 460cm-1 and are Ag phonon with frequency 249cm-1, showed anomalous increase in their line widths with temperature. The pressure Raman scattering experiments in b-LiIO3 were carried out at room temperature using saphire anvil cell for. hydrostatic pressures up to 95 Kbars. The analysis of the spectra show a discontinuous reversible change in the spectra for all orientations at about 50 Kbars. We have interpreted this as a new pressure phase transition in LiIO3 at 50 Kbar. The Raman spectra of this new d-phase are quite different than the three other existing phases of LiIO3 and reveal a lowering of symmetry on passing from b to d phase. Our high pressure X-ray measurements on b-LiIO3 confirm such a structural phase transition with monoclinic symmetry P2/n for the new phase. The complex behaviour at high pressure appears to be analogous to that of some perovskite compounds, in which there exists a coupling between a and c of tetragonal phase. The pressure and temperature dependence of Raman spectra of b-LiIO3 were combined to analyse the explicit and implicit contributions to the isobaric temperature variation of phonons. The results show that at least two modes, namely Bg phonon at 460cm-1 and Ag phonon at 249cm-1 are higly anharmonic na increasing temperature. From pressure Raman data the mode Gruneissen parameter, gj, for each mode, wj, was calculated and its variations with the mode frequency can be written for all modes as gj a wj-n. Where n = 1.3. This behaviour of mode Gruneissen parameter in b-LiIO3 has been analyzed and compared with the values of n obtained in the case of covalent, ionic and molecular materials. It is concluded that the deviation of n from 2 represents the strength of mixing of internal and external modes in ionic-molecular materials, such a mixing of internal and external mode characters is also apparent from the study of fractional implicit and explicit contributions to the frequency variation of phonons with temperature. We have also carried out the lattice dynamical calculations in b-LiIO3 applying rigid ion model due to Born. The long range Coulomb sums were computed using Ewald's identity and the short range interactions were assumed to be axially symmetric. The seventeen equilibrium conditions against the structural parameters were used to determine the values of tangential force constant parameters. In order to reduce the number of variables furthure, the radial force constants parameters were assumed to follow Born-Meyer potential. The remaining fifteen parameters were determined from a non-linear least squares fit of the observed Raman frequencies. The results of the analysis helped in computing the frequency and the eigenvectors of each mode including modes not observed in Raman spectra. The computed dipolar (infrared active) modes show negligibly small splitting between their TO and LO values. The lattice dynamical calculations revealed that in both Bg mode at 460cm-1 and Ag mode at 249cm-1 , the lithium ions predominantly move against oxygen¿s and IO3 groups respectively. The radial force constant parameters connecting iodine with its first three oxygen¿s are one order of magnitude larger than any other interaction constant. The interaction parameters between lithium and oxygen¿s confirm the existence of LiO4 tetrahedra. The effective charge obtained for iodine ion is practically zero. This shows that the bonding between iodine and first three oxygen¿s is of covalent type. The value of exponent n for Pauling's potential for interactions among oxygen¿s is found to be 7, which is same as given by Pauling / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Mário Noboru Tamashiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-10-31T13:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_FranciscoOlivade_M.pdf: 8605584 bytes, checksum: 238f8b9df41bbaab50c51d355549ac7d (MD5) Previous issue date: 2016 / Resumo: Neste trabalho é realizada uma sintética revisão bibliográfica acerca do estudo de filmes monomoleculares na interface ar-água (filmes de Langmuir), seu desenvolvimento histórico e relação atual com tópicos avançados em física de membranas biológicas e biomiméticas, além das vantagens e desvantagens de algumas técnicas experimentais para caracterização de filmes de Langmuir. Visando a descrição de filmes de Langmuir formados por fosfolipídios, são discutidos alguns modelos teóricos como preâmbulo para a apresentação do modelo de gás de rede de Doniach (Doniach lattice gas: DLG), para o qual é apresentada a solução em aproximação de pares, implementada através de cálculos exatos na rede de Bethe. Por fim, os parâmetros do modelo em aproximação de pares são ajustados a dados experimentais obtidos de isotermas de compressão-expansão para dois fosfolipídios zwitteriônicos: o dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) e o dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) / Abstract: In this work, we present a brief bibliographic review on the study of monomolecular films on the air-water interface (Langmuir films), their historical development and present relation with advanced subjects on biological and biomimetic membranes, besides the advantages and disadvantages of certain experimental techniques for the characterization of Langmuir films. In order to describe phospholipid Langmuir films, we discuss some theoretical models as a preamble to presenting the Doniach lattice gas (DLG) model, which we solve in the pair approximation, implemented through exact calculations on the Bethe lattice. Finally, we adjust the parameters of the model in the pair approximation to experimental data obtained from compression-expansion isotherms for two zwitterionic phospholipids: dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) and dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) / Mestrado / Física / Mestre em Física / 1186359/2013 / CAPES

O modelo gaussiano para um ferromagneto em uma rede hipercúbica d-dimensional é apresentado num contexto estático e dinâmico. Sua termodinâmica é investigada calculando diversas grandezas para a faixa de temperatura na qual o modelo é definido (T < T_c). Expoentes críticos e a dimensão crítica são definidos e calculados para o caso ferromagnético com interações de primeiros vizinhos. Dois tipos de dinâmica são inseridos no modelo gaussiano: a dinâmica de Langevin e a de Cahn-Hilliard. São calculadas a função de auto-correlação e a função resposta, que são os observáveis de interesse num enfoque dinâmico. A maneira como esses observáveis se relacionam também é investigada, via teorema de flutuação-dissipação. De maneira mais geral, um eventual comportamento dinâmico, tipo Langevin, é estudado através do formalismo MSR. Sendo a técnica MSR apropriada ao estudo de sistemas com desordem, calculam-se as funções de auto-correlação e resposta de um modelo gaussiano na presença de um campo aleatório (desordem do tipo \"quenching\"). Finalmente, de maneira independente e como um exercício de mecânica estatística, três modelos são apresentados: um modelo de gás de rede com graus de liberdade orientacionais do tipo Ising, o modelo de Potts de q estados e o modelo de Maier-Saupe para um cristal líquido. É mostrado que esses modelos, de certa maneira, estão próximos. Em uma maneira mais explícita, numa versão de campo médio, mostra-se que a energia livre de um modelo de Potts de três estados e uma versão discretizada para o modelo de Maier-Saupe, com restrições às direções do diretor, possuem a mesma energia livre. / The Gaussian model of a ferromagnet on a d-dimensional hipercubic lattice is presented, in the static and dynamic contexts. The thermodynamics of the Gaussian model is investigated evaluating several thermodynamic quantities, in the temperature range of validity of the model (T < T_c). For a ferromagnetic model with first neighbour interactions, the critical dimension and the critical exponents are found. Two kinds of dynamics are applied on the Gaussian model: the Langevin dynamics and the Cahn-Hilliard dynamics. The auto-correlation and the response functions, which are the interesting observables from the dynamical point of view, are calculated. The relation between these two functions is also analyzed, through the fluctuation-dissipation theorem. In a more general way, the Langevin behavior is studied through the MSR formalism, which is useful for systems with disorder. The MSR formalism is applied to find auto-correlation and response functions of a random-field Gaussian model (quenched disorder). Furthermore, as a statistical mechanics exercise, three models are presented: a lattice gas with Ising-like orientational degrees of freedom, the q-state Potts model, and the Maier-Saupe model for the transitions in a nematic liquid crystal. At the mean field level, we show that these three models are similar. In particular, we show that the free energy of the three-state Potts Model is equal of the free energy of a discretized version of the Maier-Saupe model, with restrictions on the directions of the director.

A emergência de fenômenos coletivos e correlações de longo alcance impossibilitam a inferência de propriedades de sistemas como um todo a partir de suas partes componentes. A modelagem destes sistemas frequentemente ocorre mediante emprego de operadores de spin localizados em grafos com topologias não-triviais. Aqui, mostramos que o operador de momento angular de muitos corpos une o estudo de diversos sistemas complexos, desde a sistemas epidêmicos até cadeias magnéticas de spin. Para o modelo epidêmico SIS, determinamos a matriz de transição do processo estocástico correspondente e mostramos suas soluções para grafos regulares e aleatórios, por meio de técnicas geralmente empregadas em sistemas fortemente correlacionados. Já no modelo de Dicke, identificamos o vínculo que explica a relevância e o efeito finito de operadores anti-girantes para duas espécies atômicas confinadas numa cavidade óptica que interagem com radiação eletromagnética. Por fim, o papel do momento angular também é identificado para duas cadeias quânticas de spin 1/2 acopladas, as quais modelam nanoestruturas magnéticas heterogêneas. A estrutura de bandas é calculada, enquanto efeitos espúrios de superfície são removidos pela introdução de quasipartículas dotadas de grau de liberdade de spin adicional / The emergence of collective phenomena and long range correlations makes it impossible to infer the properties of whole systems from their components. Their modeling often occurs through the use of localized spin operators, taking place within graphs with non-trivial topologies. Here, we show that the many-body angular momentum operator connects the study of several complex systems, ranging from epidemic systems to magnetic spinchains. For the SIS epidemic model, we calculate the transition matrix of the corresponding stochastic process and show the corresponding solutions for regular and random graphs, using techniques generally employed in strongly correlated systems. For the Dicke model we identify the constraint that explains the relevance and finite size effect of anti-rotating operators, for two atomic species, confined within an optical cavity, and interacting with electromagnetic radiation. Finally, the role of angular momentum is also identified for two coupled quantum spinchains 1/2 which model heterogeneous magnetic nanostructures. The band structure is calculated, while spurious surface effects are removed due to the introduction of quasiparticles with an additional spin degree of freedom.

Este estudo tem como finalidade principal a análise termodinâmica e estatística de proteínas através de modelos mínimos. Uma proteína é um polímero de aminoácidos, cuja função está essencialmente relacionada às conformações espaciais que ela adota em solução aquosa. Na forma funcional (dita nativa), essas conformações flutuam levemente em torno de um mínimo de energia-livre. O processo pelo qual uma cadeia protéica transita de estados não-nativos para a estrutura nativa é chamado de enovelamento, ou dobramento. Uma questão em aberto no campo de estudo de proteínas consiste justamente em entender a fundo o processo de enovelamento, cujo avanço tem um vasto potencial de aplicação, desde a predição de estruturas a partir de sequências de aminoácidos até o planejamento de fármacos e moléculas bioativas. Nossa investigação teórica procura abordar aspectos do enovelamento expressos através de grandezas termodinâmicas (energia média, calor específico, número de ligações de hidrogênio, entre outras) derivadas de modelos estatísticos na rede. Assim, num primeiro momento, analisamos o chamado modelo HP, ora por meio de enumeração exata, para cadeias curtas, ora por simulações de Monte Carlo, para cadeias maiores. No primeiro caso, propusemos a existência de uma relação entre a ocorrência de um segundo pico no calor específico associado na literatura à transição de congelamento com uma drástica redução no número de configurações entre os primeiros estados excitados e aqueles de menor energia. Observamos, também, que esse pico pode aparecer tanto para homopolímeros quanto para heteropolímeros, em ambas as redes quadrada e triangular. Num segundo momento, nosso enfoque se voltou para a inclusão de um solvente aquoso (dado pelo modelo de Bell-Lavis) ao sistema inicial. Isso nos possibilitou verificar, usando exclusivamente simulações de Monte Carlo e o algoritmo de Metropolis, o comportamento e a competição das ligações de hidrogênio água-água, água-proteína, proteína-proteína e na primeira camada de solvatação. O modelo acoplado exibiu algumas características do enovelamento, como o colapso hidrofóbico e a separação de monômeros (apolares no núcleo e polares na superfície), embora não capture a desnaturação fria. No apêndice, adicionamos algumas propostas para realização do cálculo numérico da pressão no ensemble canônico, desenvolvidas em paralelo ao projeto principal desta dissertação, mas que, numa primeira análise, verificamos serem consistentes e passíveis de futuros desdobramentos. / The finality of this study is to analyse proteins thermodynamics and statistics through minimal models. A protein is a polymer of amino acids, whose spatial conformations in aqueous solution determine its function. In the functional form (said native), those conformations fluctuates slightly around a free-energy minimum. The process by which a protein chain passes from non-native states to a stable native structure is called protein folding. An open question in the field of protein studies is to understand more deeply the folding process, whose advance can find a wide range of potential applications, since ab initio structure prediction from the amino acids sequence to biomolecules design. The theoretical approaches used here focus on aspects of protein folding given by some thermodynamic quantities (as mean energy, specific heat, number of hydrogen bonds and so on) obtained from statistical lattice models. Initially, we analyse the so-called HP model, at first using exact enumeration for short chains, then by Monte Carlo simulations for longer chains. In the first case, we propose a correlation between the occurrence of a second peak in the specific heat associated in the literature with a freezing transition and a sharp reduction on the number of configurations from the first excited states to the lowest energy states. In addition, we observe that this peak may appear to both homopolymers and heteropolymers on square and triangular lattices. At a second moment, our focus turned to the introduction of a water-like solvent (Bell-Lavis model) to the initial system. This allowed us to verify, exclusively by means of Monte Carlo simulations with Metropolis algorithm, the behavior and competition of hydrogen bonds between water-water molecules, water-protein, and protein-protein monomers and at the first hydration layer. The combined model showed some classical folding properties, as hydrophobic collapse and monomers segregation (apolar residues at the core and polar residues at the surface), although it did not capture cold denaturation. We have included in the appendix some proposals to perform numerical calculations of the canonical pressure, which were developed alongside the main subject of this thesis and a first analysis has proved to be consistent and susceptible to further developments.

No presente trabalho foram sintetizadas amostras de hidroxiapatitas carbonatadas nanométricas (HAC) pelo método de precipitação em meio aquoso, com diferentes concentrações de carbonato, [Ca10-x(PO4)6-x(CO3)x(OH)2-x], na faixa 0 ≤ x ≤ 2. As amostras foram submetidas a tratamento térmico nas temperaturas de 500, 700 e 1000 ºC para estudo de possíveis transições de fase e comportamento térmico. Utilizou-se a Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia de Infravermelho (FTIR), Espectroscopia Raman, Análises Térmicas (TG-DTA), Microscopia de Transmissão por Varredura (STEM), Microscopia de Força Atômica (AFM) e Análise Elementar (AE) para a caracterização das HACs. Foram realizados refinamentos dos difratogramas pelo método de Le Bail, para investigação da estrutura e microestrutura cristalinas. A quantidade de CO3²- presente nas amostras foi determinada indiretamente pelas técnicas de AE, IV e TG. Foi sugerido por DTA e AE, que para as amostras com X < 0.92 o carbonato encontra-se no sítio PO4³- e para as amostras com X ≥ 0.92 o carbonato foi encontrado tanto no sítio do PO43- quanto no sítio do OH-. Através das medidas de AFM foi visto que o tamanho de cristalito obtido é próximo ao tamanho de cristalito nas direções “ab”, obtidos pelo refinamento. Por AFM foi visto grande quantidade de material amorfo, corroborando com o fundo visto nos difratogramas. Foi verificado que a amostra HC0.00 sofreu transformação de fase total para α-TCP em 700 ºC e β-TCP em 1000 ºC. Todas as HACs transformaram-se parcialmente em α-TCP em 1000 ºC. Os resultados sugerem que este biomaterial pode melhorar os tempos de regeneração óssea, quando comparado a um material comercialmente disponível. / In this study samples were synthesized of nano carbonated hydroxyapatites (HAC) by the precipitation method in aqueous solutions with different concentrations of carbonate, [Ca10-x (PO4)6-x(CO3)x(OH)2-x], in the range 0 ≤ x ≤ 2. The samples were subjected to heat treatment at temperatures of 500, 700 and 1000 °C to study the possible phase transitions and thermal behavior. We used the X-ray diffraction (XRD), Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman Spectroscopy, thermal analysis (TG-DTA), Scanning Transmission Electronic Microscopy (STEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and Elemental Analysis (EA) for the characterization of HACs. Refinements were made of diffraction patterns by the method of Le Bail for investigation of structure and crystalline microstructure. The amount of CO3²- present in the samples was determined indirectly by techniques EA, FTIR and TG. It was suggested by DTA and EA, for the samples with x < 0.92 carbonate is PO4³- and the site for the samples with x ≥ 0.92 carbonate was found either at the site of the OH- as PO4³- site. Through the AFM measures, it was seen that the crystallite size is obtained near the crystallite size in the directions "ab", obtained by refinement. By AFM was seen lots of amorphous material, corroborating the background seen in the diffraction patterns. It was found that the sample suffered HC0.00 total phase transformation to α-TCP at 700 °C and β-TCP at 1000° C. All HACs became partially α-TCP at 1000 °C. The results suggest that this biomaterial may improve bone regeneration times compared to a commercially available material. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Neste trabalho desenvolvemos e exploramos modelos markovianos aplicados a canais iônicos presentes em membranas celulares / In this work we made markovian models for simulate the ionic channels activity in cell membranes