Resumo sobre Simulação Computacional de Sistemas Micelares

Trabalho pronto escolar de matemática sobre Simulação Computacional de Sistemas Micelares.

Resumo sobre Simulação Computacional de Sistemas Micelares

Simulação Computacional de Sistemas Micelares

Com grande importância na pesquisa, as simulações tem facilitado o estudo de modelos teóricos complexos em todas as áreas da ciência moderna. Com ela pode-se fazer previsões sobre o comportamento de sistemas dos mais variados, submetidos a todo tipo de influência. Quando problemas não possuem solução exata e têm características dinâmicas, isto é, a resolução das equações que o descrevem devem ser feitas várias vezes, aplicamos a chamada simulação numérica. 

Nas simulações numéricas, podemos destacar dois métodos importantes: 

Método de Monte Carlo

Método de Dinâmica Molecular

O primeiro é assim chamado por fazer uso de números aleatórios. Dele podemos tirar propriedades energéticas e termodinâmicas. Será o mais utilizado em nosso trabalho. Já o segundo obtém propriedades dinâmicas de sistemas de muitas partículas, e consiste na resolução das clássicas equações newtonianas do movimento. 

Com o advento do computador, tais simulações tornaram-se acessíveis, já que, se fossem efetuadas manualmente, poderiam consumir um tempo tão elevado, que as tornariam inviáveis. Tudo isto por ter-se de resolver equações quase sempre complexas, um número muito elevado de vezes (muitos casos milhões de vezes). 

Observando as facilidades das simulações, montamos um modelo de sistemas micelares que será testado e que cujos dados serão contrastados com resultados experimentais. Neste modelo, usamos moléculas anfifílicas (moléculas que possuem uma "cabeça" hidrofílica e um "rabo" hidrófobo) de n átomos. Estas moléculas estão dispostas em uma matriz ocupada também por moléculas de água. É dado então, um potencial de interação, tanto entre as moléculas de água, 

quanto às anfifílicas, e estas com a própria água. Tendo em vista a tendência de minimização energética, observamos a convergência do sistema para um estado de 

formação micelar. Este caracteriza-se pela aglutinação da parte hidrófoba tendo na periferia a parte hidrofílica. Caracteriza-se também, pela sua curva de CMC(concentração micelar crítica, que mostra a concentração de moléculas sozinhas em função da concentração total), e por um pico em seu histograma. Como este sistema é dinâmico, moléculas podem entrar ou sair de uma micela, tornando-as de variadas formas e tamanhos.