Modelagem teórica de monocamadas anfifílicas : gás de rede de Doniach em redes tripartidas na aproximação de pares
Carolina Paz Barateiro Vignoto
TESE
Português
T/UNICAMP V687m
[Theoretical modelling of amphiphilic monolayers]
Campinas, SP : [s.n.], 2024.
1 recurso online (109 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Mário Noboru Tamashiro
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Instituto de Física Gleb Wataghin
Resumo: Neste trabalho investigamos o modelo de gás de rede de Doniach (Doniach lattice gas: DLG) numa rede triangular, considerando a geometria subjacente do cacto de Husimi tripartido, através da aproximação de pares. O gás de rede de Doniach con- siste num modelo estatístico mapeável num modelo...
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Resumo: Neste trabalho investigamos o modelo de gás de rede de Doniach (Doniach lattice gas: DLG) numa rede triangular, considerando a geometria subjacente do cacto de Husimi tripartido, através da aproximação de pares. O gás de rede de Doniach con- siste num modelo estatístico mapeável num modelo de Ising de spin-1 com estados de sítio único altamente degenerados e a inclusão — utilizando a nomenclatura do modelo análogo magnético — de interações dipolo-quadrupolo, além das interações usuais dipolo-dipolo, de campo cristalino e de efeito Zeeman. A sua formulação foi motivada visando o estudo de transições de fase em estruturas supramoleculares de fosfolipídios zwitteriônicos, em particular, para permitir a introdução de flutuações de densidade no sistema, não incor- porada, até então, em propostas anteriores. Esta análise do modelo em redes tripartidas expandiu a investigação das fases alternadas, inicialmente observadas para este modelo nas aproximações de campo médio e de pares em redes bipartidas. Como o estado or- denado do modelo de Ising antiferromagnético de spin-1/2 — limite assintótico em que as fases alternadas do modelo DLG ocorrem — numa rede triangular (z = 6), na pre- sença de um campo magnético, é não trivial devido à frustração geométrica da rede, não podemos simplesmente descrevê-lo por uma fase alternada numa rede bipartida. Assim, a análise apropriada numa rede triangular tripartida permitiu uma melhor compreensão sobre a fase alternada, onde o lóbulo único da fase alternada foi substituído por uma estrutura de lóbulo duplo, em analogia à topologia do diagrama de fases do modelo de Ising antiferromagnético de spin-1/2 em uma rede triangular na presença de um campo magnético. Para complementar nossa análise, foi realizado um estudo comparativo en- tre medidas experimentais para os fosfolipídios zwitteriônicos: dimiristoilfosfatidilcolina (DMPC) e dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC) e os resultados teóricos obtidos pelo modelo na aproximação de pares no cacto de Husim
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Abstract: In this work, we investigate the Doniach lattice-gas (DLG) model on a trian- gular lattice, considering the underlying geometry of a tripartite Husimi cactus, at the pair approximation. The DLG consists of a statistical model that can be mapped into a spin-1 Ising model with highly...
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Abstract: In this work, we investigate the Doniach lattice-gas (DLG) model on a trian- gular lattice, considering the underlying geometry of a tripartite Husimi cactus, at the pair approximation. The DLG consists of a statistical model that can be mapped into a spin-1 Ising model with highly degenerate single-site states and the inclusion — using the nomenclature of the analogous magnetic model — of dipole-quadrupole interactions, be- sides the usual dipole-dipole, crystal-field and Zeeman-effect interactions. Its formulation was motivated aiming at the study of phase transitions in supramolecular structures of zwitterionic phospholipids, in particular, to allow the introduction of density fluctuations in the system, not considered so far in previous proposals. This analysis of the model on tripartite lattices expanded the investigation of the staggered phases, initially observed for this model on bipartite lattices in the mean-field and pair approximations. As the ordered state of the Ising antiferromagnetic spin-1/2 model — asymptotic limit in which the stag- gered phases of the DLG model occur — on a triangular lattice (z = 6), in the presence of a magnetic field, is non-trivial due to the geometric frustration of the lattice, we can- not simply describe it by a staggered phase on a bipartite lattice. Thus, the appropriate analysis on a triangular tripartite lattice allowed a better understanding of the staggered phase, where the single lobule of the staggered phase was replaced by a double-lobule structure, in analogy to the phase-diagram topology of the spin-1/2 antiferromagnetic Ising model on a triangular lattice in the presence of a magnetic field. To complement our analysis, a comparative study was carried out between experimental measurements for the zwitterionic phospholipids: dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) and dipalmi- toylphosphatidylcholine (DPPC) and theoretical results obtained by the model in the pair approximation on the Husimi cactus
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Aberto
Tamashiro, Mário Noboru, 1965-
Orientador
Miranda, Eduardo (Físico), 1963-
Avaliador
Henriques, Vera Bohomoletz
Avaliador
Modelagem teórica de monocamadas anfifílicas : gás de rede de Doniach em redes tripartidas na aproximação de pares
Carolina Paz Barateiro Vignoto
Modelagem teórica de monocamadas anfifílicas : gás de rede de Doniach em redes tripartidas na aproximação de pares
Carolina Paz Barateiro Vignoto