CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Nesta tese estudamos a influÃncia de potenciais de confinamento externos nas propriedades dinÃmicas de sistemas de matÃria condensada mole. Analisamos as propriedades difusivas de dois sistemas especÃficos utilizando simulaÃÃes computacionais (DinÃmica Molecular de Langevin e DinÃmica Browniana). No CapÃtulo 1, introduzimos o tÃpico sobre matÃria condensada mole. Mostramos vÃrios aspectos teÃricos e experimentais neste tipo de sistema. Fazemos uma breve introduÃÃo ao tÃpico de difusÃo, onde discutimos os principais aspectos do movimento Browniano. Introduzimos o problema de difusÃo em linha (SFD, do inglÃs "single-file diffusion") e o discutimos, teorica e experimentalmente, no contexto de sistemas de matÃria condensada mole. No CapÃtulo 2, introduzimos os mÃtodos computacionais utilizados nesta tese. Discutimos os mÃtodos de DinÃmica Molecular e suas variantes, o mÃtodo de DinÃmica de Langevin e DinÃmica Browniana. TambÃm introduzimos algoritmos de integraÃÃo utilizados nos capÃtulos posteriores. Nos Caps. 3, 4 e 5, analisamos dois sistemas distintos, (i) um sistema de partÃculas de Yukawa confinadas em um canal parabÃlico quasi-unidimensional (q1D) e (ii) um sistema de colÃides magnÃticos sob a influÃncia de um potencial parabÃlico e uma modulaÃÃo periÃdica externa ao longo da direÃÃo nÃo confinada. No primeiro sistema, estudamos a transiÃÃo do regime de difusÃo em linha (SFD) para o regime de difusÃo normal (2D). No segundo sistema, estudamos os efeitos de vÃrios parÃmetros que caracterizam o sistema (e.g., a magnitude do campo magnÃtico externo e a presenÃa da modulaÃÃo periÃdica externa) em suas propriedades dinÃmicas. Finalmente, apresentamos um sumÃrio dos principais resultados obtidos nesta tese e mostramos algumas questÃes em aberto como perspectivas para pesquisas futuras na Ãrea de difusÃo em sistemas de matÃria condensada mole. / In this thesis we study the influence of external confinement potentials on the dynamical properties of soft condensed matter systems. We analyze the diffusive properties of two specific systems by means of Langevin and Brownian Dynamics simulations. In Chapter 1, we introduce the subject of soft condensed matter. We show several theoretical and experimental aspects of these type of systems. We make a brief introduction to the topic of diffusion, where we discuss main aspects of Brownian motion. We introduce the single-file diffusion (SFD) problem and discuss it in the context of soft condensed matter systems, both theoretically and experimentally. In Chapter 2, we introduce the computational method used in this thesis. We discuss Molecular Dynamics (MD) and its variants, Langevin and Brownian Dynamics simulations. We also introduce numerical algorithms used in the following chapters. In Chapters 3, 4 and 5, we analyze two different systems, namely (i) a system of interacting Yukawa particles confined in a parabolic quasi-one-dimensional (q1D) channel and (ii) a system of magnetic colloidal particles under the influence of both a parabolic confinement potential and a periodic external modulation along the unconfined direction. In the former, we study the transition from the single-file diffusion (SFD) regime to the two-dimensional (2D) diffusion regime. In the latter, we study the influence of several parameters that characterizes the system, e.g., the strength of an external magnetic field and the periodic modulation along the unconfined direction, on its dynamical properties. Finally, we present the summary of the main findings reported in this thesis and we show some open questions as perspectives for future research in the field of diffusion in soft condensed matter systems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.teses.ufc.br:8489 |
| Date | 27 August 2014 |
| Creators | Diego de Lucena CamarÃo |
| Contributors | Wandemberg Paiva Ferreira |
| Publisher | Universidade Federal do CearÃ, Programa de PÃs-GraduaÃÃo em FÃsica, UFC, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC, instname:Universidade Federal do Ceará, instacron:UFC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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