O papel dos defeitos Stone-Wales nas propriedades tribológicas das bicamadas de grafeno

dc.contributor.advisorMachado, Leonardo Dantas
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1221-4228pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9253069541351708pt_BR
dc.contributor.authorOliveira, José Arthur de Luna
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0009-0004-7193-932Xpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6298203041911259pt_BR
dc.contributor.referees1Azevedo, Sérgio André Fontes
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7603-5141pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2195090548621158pt_BR
dc.contributor.referees2Medeiros, Suzana Nóbrega
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4656-4592pt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2148858591663240pt_BR
dc.date.accessioned2025-01-21T17:59:51Z
dc.date.available2025-01-21T17:59:51Z
dc.date.issued2025-01-08
dc.description.abstractGraphene is a material known for its exceptional properties and has many applications in different areas of science. Among these properties, we can mention its low coefficient of friction, which is a positive feature in some applications, but which hinders the use of this material in others. For example, in a material composed of several graphene layers, the low friction causes the layers to slide when an external force is applied, making the composite material less resistant. There are ways around this problem, such as introducing covalent bonds between graphene layers. However, this end-of-course work proposes as an alternative the application of defects in graphene networks, mainly Stone-Wales, to increase their static friction coefficient. So, in this work, we studied the influence of Stone-Wales defects on the mechanical and tribological properties of graphene bilayers. This was done using Molecular Dynamics simulations using the LAMMPS software and the ReaxFF reactive potential. We considered samples with defects randomly introduced into graphene bilayers. To estimate the static friction force, we measured the force needed to separate the two layers. The results showed a significant increase in the coefficient of static friction for the samples with defects, especially those with Stone-Wales defects. Although the introduction of Stone-Wales defects impairs the mechanical properties of an individual graphene sheet, our results indicate that, for structures composed of several graphene sheets, the introduction of defects can improve the mechanical properties of the whole, making it more difficult to separate the monolayers.pt_BR
dc.description.resumoO grafeno é um material conhecido por suas propriedades excepcionais, tendo diversas aplicações nas mais diferentes áreas da ciência. Dentre estas propriedades, podemos citar o seu baixo coeficiente de atrito, que é uma característica positiva em algumas aplicações, mas que dificulta o uso deste material em outras. Por exemplo, em um material composto de várias camadas de grafeno, o baixo atrito faz com que as camadas deslizem quando da aplicação de uma força externa, fazendo com que o material composto seja pouco resistente. Há maneiras de contornar este problema, como a introdução de ligações covalentes entre camadas de grafeno. No entanto, este presente trabalho de conclusão de curso propõe como alternativa a aplicação de defeitos nas redes de grafeno, principalmente Stone-Wales, a fim de aumentar seu coeficiente de atrito estático. Então, nesse trabalho, estudamos a influências de defeitos Stone-Wales nas propriedades mecânicas e tribológicas de bicamadas de grafeno. Isso foi feito por meio de simulações de Dinâmica Molecular, que usaram o software LAMMPS e o potencial reativo ReaxFF. Consideramos amostras com defeitos introduzidos aleatoriamente em bicamadas de grafeno. Para estimar a força de atrito estática, nós medimos a força necessária para separar as duas camadas. Os resultados mostraram um aumento significativo no coeficiente de atrito estático para as amostras com defeitos, especialmente as com defeitos Stone-Wales. Embora a introdução de defeitos Stone-Wales prejudique as propriedades mecânicas de uma folha de grafeno individual, nossos resultados indicam que, para estruturas compostas de várias folhas de grafeno, a introdução de defeitos pode melhorar as propriedades mecânicas do conjunto, dificultando a separação das monocamadas.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundo Nacional de Desenvolvimento da Educaçãopt_BR
dc.identifier.citationOLIVEIRA, José Arthur de Luna. O papel dos defeitos Stone-Wales nas propriedades tribológicas das bicamadas de grafeno. Orientador: Leonardo Dantas Machado. 2024. 56f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física) - Departamento de Física Teórica e Experimental, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024.pt_BR
dc.identifier.issn2675-1925
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/61521
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Física Teórica e Experimentalpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programFísica (bacharelado)pt_BR
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/*
dc.subjectGrafenopt_BR
dc.subjectStone-Walespt_BR
dc.subjectVacânciapt_BR
dc.subjectTribologiapt_BR
dc.subjectDefeitospt_BR
dc.subjectDinâmica molecularpt_BR
dc.subjectGraphenept_BR
dc.subjectVacancypt_BR
dc.subjectTribologypt_BR
dc.subjectDefectspt_BR
dc.subjectMolecular dynamicspt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADApt_BR
dc.titleO papel dos defeitos Stone-Wales nas propriedades tribológicas das bicamadas de grafenopt_BR
dc.title.alternativeThe role of Stone-Wales defects in the tribological properties of graphene bilayerspt_BR
dc.typebachelorThesispt_BR

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