Implementamos um metodo de Simulacao para calculos de Dinamica Molecular usando o modelo simi-empirico "Tight-Binding". O procedimento permite que as interacoes interatomicas sejam determinadas pelos calculos de estrutura eletronica e energia total de primeiros principios sem recorrer ao ajuste de dados experimentais. Para isto, criamos um codigo computacional (TB) para o calculo de estrutura eletronica de sistemas moleculares, desenvolvemos um programa para Otimizacao de geometria de aglomerados moleculares baseado no metodo de Recozimento Simulado e o unificamos ao TB. Tambem construimos um programa para o calculo de forcas atomicas para ser empregado em simulacoes de Dinamica Molecular de sistemas moleculares.Para efeito de teste, aplicamos a metodologia de otimizacao a aglomerados pequenos de silicio (';SiIND.n';< OU =';10). Esta escolha justifica-se devido ao interesse em aglomerados de silicio de porte medio (';SiIND.n';';< n < 50';), bem como a existencia de calculos de primeiros principios para aglomerados pequenos.A Dinamica Molecular de "Tight-Binding" foi testada para ';SiIND.2'; e ';SiIND.3'; mostrando resultados satisfatorios de conservacao de energia e frequencias vibracionais.Concluimos que a utilizacao desse metodo para aglomerados maiores, onde os calculos de primeiros principios sao proibitivos, sao promissores. De fato, estas investigacoes ja encontram-se em andamento.

Nesta tese, construimos um codigo computacional para calcular o parametro Z(eff) (um parametro de aniquilacao de positrons em ambientes atomicos e/ou moleculares), que pode ser aplicado em geral a atomos e moleculas. Utilizamos o Metodo Multicanal de Schwinger para Positrons (MMSP) para calcular tanto o parametro Z(eff), quanto as secoes de choque elasticas integrais para o espalhamento positron-atomo e positron-molecula. E a primeiravez que a funcao de onda de (N+1) particulas deste metodo e utilizada para o calculo de uma propriedade diferente da usual amplitude de espalhamento. Esta maneira de calcular o Z(eff) e completamente ab initio no sentido dado pela Quimica Quantica. Como resultado destas primeiras aplicacoes obtivemos 4,19 e 13,63 para o Z(eff) do He e H2, respectivamente. Ambas para energias termicas (aproximadamente 0,025eV). Nossos resultados concordam bem com os dados experimentais disponiveis.

As equações para determinar as Amplitudes Orbitais Generalizadas (GOAS) são apresentadas seguindo e desenvolvimento feito pelo orientador deste trabalho. Ele demostrou que os GOAS são orbitais que deixam a expansão da densidade eletrônica em forma diagonal, mesmo que eles não sejam ortogonais entre si. São também apresentadas as equações de outros métodos amplamente conhecidos (método Hartree-Fock e NSO - Natural Spin Orbital) cujos resultados podem ser comparados com os nossos. As equações dos GOAs foram desenvolvidas seguindo a linha de raciocínio utilizada no método EKT (Extended Koopmans'; Theorem) com o objetivo de eliminar a necessidade de independência linear entre os vários orbitais que existe no método EKT e que o restringe. De fato este objetivo é alcançado pelo método GOA, no qual pode haver dependencias lineares entre os orbitais. Foi demonstrado por Orville W. Day que não há o problema de N-representabilidade para este método, uma vez que o mesmo resolve a matriz densidade sem conhecimento prévio da função de onda para o estado de N elétrons. As equações GOAs são equações homogêneas acopladas devido às interações imter-eletrônicas presentes num átomo ou molécula, refletindo o fato de que a energia de um elétron num dado orbital depende da posição dos outros elétrons nos outros orbitais. As equações GOAs são resolvidas pela primeira vez neste trabalho e os programas computacionais necessários para as soluções destas equações fazem parte desta tese. Estudamos o comportamento ao longo alcance dos GOAs para o átomo de hélio no estado fundamental. Verificamos que, de fato , no método GOA duas energias orbitais variacionais tem uma importância especial: o Ei que representa a energia necessária para remover o elétron do sistema e o i que representa a contribuição para a energia total de um elétron naquele orbital (quando multiplicado pelo respectivo número de ocupação). A respeito do comportamento ao longo alcance, os resultados dos cálculos efetuados nesta tese demostram que o primeiro E1 (de menor magnitude) determina o comportamento do primeiro GOA, f1s, (o mais afastado do núcleo) e da densidade eletrônica. No entando, o comportamento ao longo alcance dos outros GOAs são determinados pelos seus respectivos i (isto é verdade pelo menos em termos práticos, para valores de r situados entre 5 e 10 u.a.). Os resultados são comparados aos obtidos por Carroll, Silverstone e Metzger, que estudaram o comportamento ao longo alcance das funções NSOs, que também deixam a densidade eletrônica em forma diagonal, mas que mantém a ortogonalidade entre si.

102f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-08T15:55:53Z No. of bitstreams: 1 Dissetação Manuela Arruda.pdf: 1445279 bytes, checksum: 190047ec7e5a0d7ec63f8b6878af6908 (MD5) / Rejected by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br), reason: Documento de Física on 2013-05-08T18:26:39Z (GMT) / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-09T16:48:48Z No. of bitstreams: 1 Dissetação Manuela Arruda.pdf: 1445279 bytes, checksum: 190047ec7e5a0d7ec63f8b6878af6908 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-09T17:02:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissetação Manuela Arruda.pdf: 1445279 bytes, checksum: 190047ec7e5a0d7ec63f8b6878af6908 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-09T17:02:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissetação Manuela Arruda.pdf: 1445279 bytes, checksum: 190047ec7e5a0d7ec63f8b6878af6908 (MD5) Previous issue date: 2009 / Neste trabalho, realizamos um estudo teórico e experimental dos processos de fotoionização e fotofragmentação do ácido fórmico (HCOOH) a partir da ionização de elétrons da valência. Experimentalmente, coletamos dados da produção total e parcial dos íons do HCOOH em fase gasosa, em função da energia dos fótons, na região do ultravioleta de vácuo, entre 11,12 e 19,57 eV . Estes dados foram obtidos com o auxílio de um espectrômetro de massa por tempo vôo, montado no Laboratório Nacional de Luz Síncroton, e utilizando uma técnica de coincidência entre elétrons e íons. A linha de luz utilizada possui um ltro gasoso de neônio que permite suprimir harmônicos de ordens superiores. Na análise teórica da fotofragmentação do ácido fórmico, utilizamos a Teoria do Funcional da Densidade e a Teoria do Funcional da Densidade Dependente do Tempo, para calcular, entre outros, as energias eletrônicas do estado fundamental desta molécula e seus fragmentos, os modos normais de vibração e os estados eletrônicos excitados do HCOOH+.Experimentalmente, veri camos que os principais íons produzidos nesta região de energia, durante o processo de fotofragmentação, possuem asseguintes razões massa/carga: 46, 45, 29 e 18. Entretanto, os resultados experimentais não são su cientes para explicar os caminhos de fragmentação desta molécula. Com o auxílio do tratamento teórico,f determinamos, por exemplo, quais os átomos e/ou moléculas são arrancados durante a fotofragmentação. Observamos, também, que nossos resultados teórico e experimental para a primeira energia de ionização são coerentes, mas ambos são menores do que os valores experimentais determinados pela espectroscopia de fotoelétrons. Na região de energia considerada, a absorção de fótons pelo ácido fórmico origina principalmente a sua ionização, sendo seguida pelas fragmentações: HCO+ + OH e COOH+ + H. / Salvador

O presente trabalho consistiu na síntese da primeira forma (& do sulfeto de ortonitrodifenila [1-nitro, 2-(feniltio) - benzeno], preparação da segunda forma (ß) por semeadura, caracterização desta forma e obtenção dos espectros infravermelho e Raman de ambas as formas para analisar as possíveis diferenças estruturais. Foi feita uma tentativa de atribuição de frequências, explicando-se as diferenças entre as duas formas. A análise se baseou mais nos espectros da fase sólida que caracteriza o fenômeno polimorfismo. Os espectros da forma ß são inéditos. Os espectros das formas & e ß em soluções e fundidos são praticamente idênticos aos do sólido ß. Conclui-se que as formas $ e ß apresentam a mesma estrutura em soluções e fundidos, diferindo somente em sólidos. Observou-se também que o fundido de forma ß apresenta dois espectros diferentes. Logo acima do ponto de fusão, o espectro mostra algumas características da forma &. Nesta fase de transição, o fundido se comporta como cristal líquido. A transição polimórfica ß & produzida entre dois cristais de NaCl, formando uma camada fina, mostrou um tipo de transição que é mais facilmente explicado pelo processo cooperativo das moléculas (Transformação homogênea).

Apresentamos neste trabalho uma formulação intitulada de Funcional-';C'; para estudar colisões de pósitrons de baixa energia em moléculas. Este formalismo, e baseado no método multicanal de Schwinger para pósitrons (SMCP) que embora seja um método geral (e aplicável a alvos de geometria arbitraria e inclui polarização e acoplamento multicanal) e limitado para o uso de funções quadraticamente integráveis (Gaussianas Cartesianas). Isto em principio não e problema considerando que o SMCP requer uma boa descrição da função de onda de espalhamento somente em regiões onde o potencial e diferente de zero, mas torna-se uma deficiência em situações envolvendo potenciais de longo alcance. O funcional-';C'; (FC), que representa o primeiro passo para a inclusão de ondas planas como função base no SMCP consiste em escrever a função de onda como a soma de uma onda plana mais uma combinação de funções teste (onde a combinação e determinada variacionalmente). A diferença básica entre os dois casos (SMCP e FC) e a presença do primeiro e do segundo termo de Born na amplitude de espalhamento do FC. Visando a preservação de importantes características do SMCP, desenvolvemos códigos computacionais gerais (aplicável para alvos poliatômicos) para calcular estes termos. Para testar o FC apresentamos seções de choque elásticas para o átomo de Helio e a molécula de Hidrogênio.

Nós apresentamos nessa tese uma nova formulação, para estudar colisão de pósitrons de baixa energia com moléculas, baseado no Método Multicanal de Schwinger (SMC), que foi anteriormente adaptado para espalhamento entre elétrons de baixa energia com moléculas. Nós preservamos algumas características que são importantes no SMC para elétrons, tais como: capacidade de lidar com espalhamento eletronicamente inelástico e aplicabilidade a alvos moleculares de geometria arbitrária. Nossa implementação também permite incluir um substancial número de canais eletronicamente fechados para representar os efeitos da polarização, que são muito importante em estudos de colisão a partículas incidente possue baixa energia. Como uma primenra aplicação, para ilustrar com a qual a polarização é representada nessa nova formulação, nós calculamos seções de choque diferenciais e integrais eláticas para colisões e+ - H2 e e+ - CH4.

Apresentamos neste trabalho a primeira aplicação da formulação multicanal de Schwinger para colisões inelásticas de elétrons de baixa energia com um alvo poliatômico com geometria não linear. Seções de choque elásticas e de excitação do estado mais baixo 8T2 do CH4 são obtidas para energias de colisão de 12, 15, 20 e 30eV. Para a energia de impacto de 20eV, calculamos também seções de choque de excitação do estado singleto 1T2. As seções de choque elásticas concordam de forma bastante razoável com os dados experimentais disponíveis. Para o caso inelástico, discutimos uma possível comparação entre nossos resultados e dados experimentais obtidos por espectroscopia de perda deenergia, os quais não são resolvidos eletrônicamente.

SILVA, Agmael Mendonça. Propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais de Cristais do Ácido Aspártico (ASP): simulações computacionais no formalismo DFT. 2015. 150 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-27T18:38:51Z No. of bitstreams: 1 2015_tes_amsilva.pdf: 30187783 bytes, checksum: 1e588d0c9deb8b78e4a5673007a87d57 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2016-09-27T18:41:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tes_amsilva.pdf: 30187783 bytes, checksum: 1e588d0c9deb8b78e4a5673007a87d57 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T18:41:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tes_amsilva.pdf: 30187783 bytes, checksum: 1e588d0c9deb8b78e4a5673007a87d57 (MD5) Previous issue date: 2015 / Computer simulations within the Density Functional Theory (DFT) formalism were accomplished to find the structural, electronic and vibrational properties of aspartic acid (Asp) crystals in the L-anhydrous, L-monohydrated, and DL-anhydrous phases. Aspartic acid is a non-essential amino acid with a role in the fadigue resistance mechanism. It also works as an excitatory neurotransmitter in the brain, contributes to eliminate any excess of toxins from the cells and is capable to affect RNA synthesis. The computer codes CASTEP (for crystals) and GAUSSIAN (for molecules) were employed in the present study. For the aspartic acid crystals, LDA and GGA-PBE exchange-correlation functional were used in the simulations, the last one taking into account empirical corrections for dispersive forces (PBE+TS) following the scheme proposed by Tkatchenko and Scheffler. Molecular calculations were carried out using the Gaussian09 program with the hybrid exchange-correlation functional B3LYP and the 6-311+G(d,p) basis set. The molecules were simulated in the gaseous phase and solvated in water within the Polarizable Continuum Model (PCM). Crystalline (optimized unit cells) and molecular (smallest energy conformations) structures obtained from the calculations were compared with experimental results and other theoretical computations. For the L-Asp anhydrous crystal, the optical and vibrational infrared (IR) and Raman spectra were contrasted with experimental measurements, and its band structure suggests it is a semiconductor. For the monohydrated L-Asp crystal, an indirect gap 0,1 eV larger than the gap of the anhydrous crystal is caused due to the role of water in its electronic structure. The DL-Asp anhydrous crystal, on the other hand, exhibits a wide direct band gap, which suggests possible optoelectronic uses. Effective masses obtained for all crystals exhibit an anisotropy which must affect their electronic transport properties, with electric conduction more likely along a direction parallel to the molecular planes for the L-Asp anhydrous system. The analysis of the density of electronic states revealed the contributions per atom and per functional group to the valence and conduction band states. A nice agreement was found between the theoretical IR and Raman spectra and the experimental data for the L-Asp anhydrous crystal, allowing for an adequate interpretation of the normal modes involved in each spectral feature. / Simulações computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory) foram realizadas para a determinação das propriedades estruturais, eletrônicas e vibracionais de cristais de ácido aspártico (Asp) nas formas cristalinas L-Asp anidro, L-Asp monohidratado e DL-Asp anidro. O ácido aspártico é um aminoácido não essencial com papel na fisiologia da resistência física, atuando como neurotransmissor excitatório no cérebro, contribuindo para a eliminação do excesso de toxinas nas células, além de ser capaz de afetar a síntese de RNA. Os códigos CASTEP (para cristais) e GAUSSIAN (para moléculas) foram utilizados no presente estudo. Para os cristais de ácido aspártico, os funcionais de troca e correlação LDA e GGA-PBE foram empregados nas simulações, este último incluindo correções empíricas para interações dispersivas (PBE+TS) de acordo com o esquema de Tkatchenko e Scheffler. Os cálculos moleculares foram realizados utilizando o programa Gaussian09 com o funcional hibrido de troca e correlação B3LYP e o conjunto de base 6-311+G(d,p). As moléculas foram simuladas em fase gasosa e em meio aquoso (modelo de solvatação contínuo PCM). As estruturas cristalinas (células unitárias otimizadas) e moleculares (conformações de menor energia) obtidas nos cálculos foram comparadas com resultados experimentais e outros cálculos teóricos. No caso do cristal L-Asp anidro, a absorção óptica e os espectros vibracionais IR e Raman também foram confrontados com medidas experimentais, e sua estrutura de bandas sugere um possível caráter semicondutor. No caso do cristal L-Asp monohidratado, um gap indireto 0,1 eV maior do que o do cristal anidro reflete o impacto da água sobre a estrutura eletrônica desse cristal. O cristal DL-Asp anidro, por outro lado, exibe um gap direto largo, o que sugere possíveis usos em optoeletrônica. As massas efetivas obtidas para todos os cristais revelam uma anisotropia das propriedades de transporte eletrônico, sendo a condução elétrica mais favorável na direção paralela aos planos moleculares para o caso L-Asp anidro. A análise da densidade de estados eletrônicos permitiu estabelecer a contribuição por átomo e por grupo funcional para os estados das bandas de valência e condução e um ótimo acordo foi obtido entre os espectros vibracionais IR e Raman teóricos e experimentais do cristal L-Asp anidro, permitindo uma adequada interpretação dos modos normais envolvidos em cada pico espectral.

ALENCAR, Luciana Magalhães Rebêlo. Estudo morfológico e das propriedades elát¡cas de plaquetas humanas por microscopia de força atômica. 2007. 134 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T18:34:21Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_lmralencar.pdf: 17960278 bytes, checksum: bd4d446f139d76d9eefba3eac3e2a62d (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-05-22T18:41:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_lmralencar.pdf: 17960278 bytes, checksum: bd4d446f139d76d9eefba3eac3e2a62d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T18:41:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_lmralencar.pdf: 17960278 bytes, checksum: bd4d446f139d76d9eefba3eac3e2a62d (MD5) Previous issue date: 2007 / As plaquetas são um grupo de células que têm participação fundamental nos processos hemostáticos. Durantes estes eventos, tais células passam por uma drástica transformação de sua estrutura, o que inclui alteração de forma, saindo de um perfil discóide para um completamente amorfo. Conseqüentemente, este fenômeno de reestruturação da arquitetura celular está intimamente ligado a um rearranjo do citoesqueleto plaquetário, estrutura localizada abaixo da membrana celular responsável pela forma, estabilidade, maleabilidade, dentre outras características mecânicas e fisiológicas da membrana plasmática. Neste contexto, a investigação das características elásticas de plaquetas ativadas, como são denominadas ao iniciar o processo acima citado, apresenta-se como uma alternativa viável ao aprofundamento no conhecimento da função plaquetária no organismo. Para tanto, a microscopia de força atômica (AFM), surge como uma técnica de grande utilidade a este tipo de investigação. Capaz de tocar a superfície celular com forças da ordem de piconewtons, o microscópio de força atômica pode ser utilizado como um nanoindentador, ou seja, de posse da geometria da sonda e da constante de mola do cantilever empregado, grandezas como elasticidade e viscosidade da amostra podem ser determinadas. Neste trabalho, duas subtécnicas de AFM foram empregadas no estudo de plaquetas humanas sadias ativadas, tais foram: Force Plot e Force Volume. A primeira fornece um gráfico chamado de curva de força, obtida com uma única indentação na superfície celular. Já a segunda reúne todas estas curvas numa imagem conhecida como imagem de volume de força. Tais ferramentas provêem informações que, trabalhadas com um modelo matemático adequado, no nosso caso o modelo de Hertz, tornam possíveis a determinação, não apenas pontual, mas em todo o corpo da célula, das propriedades mecânicas plaquetárias.