"Colóides carregados ou porosos: estudos das propriedades hidrodinâmicas e eletrocinéticas com o método Lattice Boltzmann" (2016)
- Authors:
- Autor USP: RODRIGUES JUNIOR, WAGNER GOMES - IF
- Unidade: IF
- Sigla do Departamento: FGE
- Subjects: HIDRODINÂMICA; ELETROFORESE; TEORIA CINÉTICA; FÍSICA COMPUTACIONAL; FENÔMENO DE TRANSPORTE
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho teve como motivação experimental problemas surgidos nos laboratórios de biofísica do IF-USP em medidas com vesículas carregadas, que podem ser usadas para estudar membranas biológicas. As propriedades destes sistemas, e, em particular, como função da temperatura, só podem ser investigadas indiretamente. A interpretação dos resultados depende de uma modelagem coerente. Entre as exigências de coerência, estariam a justificativa para a discrepância entre resultados para as medidas de raio dos macroíons lipídicos, no intervalo de temperaturas próximas à transição gelfluido, obtidas por técnicas experimentais diferentes (Static Light Scattering (SLS) e Dynamic Light Scattering (DLS)) e as anomalias no calor específico, na condutividade e na mobilidade eletroforética da solução coloidal iônica, no mesmo intervalo de temperatura. Estudos anteriores a este trabalho sugeriam a formação de poros em tais vesículas, como tentativa de explicar diferenças nos resultados das técnicas de espalhamento, bem como o papel da análise do equilíbrio termodinâmico da dissociação sobre as propriedades térmicas e termoelétricas. Para interpretar e dar coerência aos diversos resultados experimentais existentes, é necessário desenvolver modelos teóricos. É objetivo deste trabalho desenvolver técnicas de tratamento de modelos teóricos quanto às propriedades de transporte. Assim, neste estudo utilizamos o método computacional conhecido como ``Lattice Boltzmann'' (LBM) procurando focar no estudo de propriedades de meios porosos e de coloides carregados. Para melhor compreensão dos limites e justificativas do modelo, realizamos um breve estudo sobre a equação de Boltzmann e suas propriedades. (CONTINUA)(CONTINUAÇÃO) Assim, depois de desenvolver um código em linguagem C para o LBM, e testá-lo com resultados conhecidos, utilizamos o ``Lattice Boltzmann'' para determinar o coeficiente de arrasto de esferas e cascas esféricas porosas, comparando com resultados analíticos e experimentais conhecidos. Para o estudo de sistemas coloidais carregados, acoplamos o ``Lattice Boltzmann`` a outra técnica computacional, ``Fast Multipole Method'' (FMM), para poder estudar efeitos elétricos e hidrodinâmicos associados aos coloides com carga. Foram feitas simulações de fluxo eletrosmótico e eletrólitos entre placas carregadas que apresentaram resultados animadores ao comparar com resultados analíticos, constatando que FMM pode ser uma alternativa à resolução da equação de Laplace para determinar o potencial eletrostático em simulações com LBM. Além disso foram feitas simulações de mobilidade eletroforética em meios sem sal, que mostram que o código pode ser utilizado como ferramenta na busca da solução para as dúvidas surgidas no estudo de vesículas carregadas.
- Imprenta:
- Data da defesa: 02.09.2016
-
ABNT
RODRIGUES JUNIOR, Wagner Gomes. "Colóides carregados ou porosos: estudos das propriedades hidrodinâmicas e eletrocinéticas com o método Lattice Boltzmann". 2016. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2016. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27092016-163121/. Acesso em: 06 jun. 2024. -
APA
Rodrigues Junior, W. G. (2016). "Colóides carregados ou porosos: estudos das propriedades hidrodinâmicas e eletrocinéticas com o método Lattice Boltzmann" (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27092016-163121/ -
NLM
Rodrigues Junior WG. "Colóides carregados ou porosos: estudos das propriedades hidrodinâmicas e eletrocinéticas com o método Lattice Boltzmann" [Internet]. 2016 ;[citado 2024 jun. 06 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27092016-163121/ -
Vancouver
Rodrigues Junior WG. "Colóides carregados ou porosos: estudos das propriedades hidrodinâmicas e eletrocinéticas com o método Lattice Boltzmann" [Internet]. 2016 ;[citado 2024 jun. 06 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-27092016-163121/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
