Estudo Termomecânico de Materiais 2D Utilizando Dinâmica Molecular e Potenciais ML
Materiais 2D, Dinâmica Molecular, Potenciais ML
Este trabalho investiga de maneira detalhada as propriedades termomecânicas de materiais bidimensionais, focando em novos alótropos de carbono, como o PAI-Graphene e o Dodecanophene, por meio de simulações de Dinâmica Molecular (MD) utilizando tanto potenciais interatômicos convencionais quanto baseados em aprendizado de máquina (MLIPs). O objetivo principal é caracterizar as propriedades elásticas, a resistência à fratura e a estabilidade térmica desses materiais, além de avaliar seu comportamento sob diferentes condições de temperatura e carga. As simulações foram conduzidas utilizando campos de força tradicionais, como AIREBO e ReaxFF, e comparadas com resultados obtidos a partir de MLIPs. Essa comparação é importante para verificar a eficácia dos métodos de aprendizado de máquina na previsão do comportamento mecânico e térmico dos alótropos de carbono. A resposta mecânica foi analisada por meio de simulações de deformação, e a estabilidade térmica foi avaliada simulando o aquecimento dos materiais até altas temperaturas. Os resultados indicam que esses alótropos de carbono apresentam alta resistência mecânica, com comportamento elástico anisotrópico, e uma estabilidade térmica considerável, mantendo sua integridade estrutural mesmo em temperaturas elevadas. Em particular, o PAI-Graphene demonstrou propriedades mecânicas anisotrópicas, com resistência variando dependendo da direção da aplicação de carga. O uso de MLIPs revelou-se especialmente útil para sistemas complexos, proporcionando previsões mais precisas em comparação com os métodos convencionais.
Conclui-se que esses materiais possuem grande potencial para aplicações tecnológicas avançadas, como em dispositivos eletrônicos flexíveis, devido à sua resistência e estabilidade. O uso de MLIPs é promissor para melhorar a precisão das simulações de materiais, complementando os métodos tradicionais de modelagem molecular, fornecendo uma visão detalhada e das interações atômicas em sistemas.