Grupo de pesquisa: The Nanoscale Physics Group – Grupo Nano
Localização: ICEB I – sala 111
Professores: Matheus Josué Souza Matos*, Ronaldo J. C. Batista, Alan Barros de Oliveira
*Contato do coordenador: matheusmatos@ufop.edu.br
Site: https://nano.ufop.br/
Atividades desenvolvidas no laboratório
A área de Física Computacional do grupo Nano é liderada pelos professores Ronaldo Batista, Alan Barros de Oliveira e Matheus J. S. Matos. Nossa equipe é dedicada ao avanço dos campos de Estrutura Eletrônica e Dinâmica Molecular, com aplicações abrangendo moléculas, materiais e nanoestruturas. Nossa pesquisa concentra-se no uso de técnicas de simulação computacional para entender e prever as propriedades de sistemas complexos em níveis atômicos e moleculares. Ao empregar metodologias de ponta, buscamos obter insights muitas vezes inacessíveis apenas por meio de abordagens experimentais.
Investigamos as propriedades eletrônicas de diversos materiais e moléculas, utilizando métodos como a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para explorar suas configurações eletrônicas e potenciais aplicações na tecnologia e na indústria. Nosso trabalho em dinâmica molecular envolve simular os movimentos físicos de átomos e moléculas ao longo do tempo. Isso nos permite estudar o comportamento de sistemas sob diferentes condições, fornecendo informações cruciais sobre sua estabilidade, reações e interações.
As aplicações de nossa pesquisa são vastas e impactantes, incluindo:
*Materiais 2D: Exploramos as propriedades e aplicações de materiais bidimensionais, como grafeno, dicalcogenetos de metais de transição (TMDs) e materiais magnéticos. Esses materiais apresentam propriedades eletrônicas, ópticas e magnéticas únicas, essenciais para tecnologias de próxima geração.
*Sistemas Auto-organizados: Estudamos o comportamento de sistemas auto-organizados em diferentes superfícies para entender sua formação, estabilidade e potenciais aplicações em áreas como catálise e tecnologia de sensores.
*Nanotecnologia: Projetamos e otimizamos nanoestruturas para aplicações em eletrônica, fotônica e ciência dos materiais.
*Ciência dos Materiais: Investigamos novos materiais com propriedades eletrônicas, mecânicas e térmicas desejáveis.
*Biofísica: Buscamos entender a base molecular de processos e interações biológicas, auxiliando na descoberta de fármacos e no desenvolvimento de biomateriais.
*Eletrônica Orgânica: Desenvolvemos e otimizamos moléculas orgânicas para uso em células solares. Ao estudar as propriedades eletrônicas e estruturais desses materiais orgânicos, visamos aumentar a eficiência e estabilidade de células fotovoltaicas orgânicas, contribuindo para o avanço de tecnologias de energia sustentável.
*Colaboração e Inovação: Acreditamos no poder da colaboração, tanto dentro do nosso grupo quanto com parceiros externos. Ao promover um ambiente colaborativo, combinamos conhecimentos e perspectivas diversas para expandir os limites da física computacional e da dinâmica molecular.
*Colaborações com Físicos Experimentais: Nosso grupo colabora ativamente com pesquisadores experimentais nas áreas de ciência dos materiais, nanotecnologia e outras áreas relacionadas. Essas parcerias nos permitem validar nossos modelos computacionais com dados empíricos, aprimorar nossas simulações e acelerar o desenvolvimento de soluções inovadoras.
*Parcerias com a Indústria: Trabalhamos com parceiros industriais para transformar nossa pesquisa em aplicações práticas. Colaborações com empresas dos setores de eletrônica, energia e biotecnologia nos permitem enfrentar desafios reais e impulsionar avanços tecnológicos. Ao trabalhar em estreita sintonia com a indústria, garantimos que nossa pesquisa tenha um impacto tangível na sociedade e na economia.
*Infraestrutura Computacional: Nossa pesquisa é apoiada por uma infraestrutura computacional robusta. Operamos um cluster Beowulf equipado com um sistema de filas OpenPBS e sistema operacional CentOS. O cluster é composto por aproximadamente 40 nós computacionais com diferentes capacidades, variando de máquinas com 4 núcleos até aquelas com 128 núcleos. Essa infraestrutura nos permite realizar simulações em larga escala e cálculos complexos com eficiência, atendendo às demandas avançadas de nossos diversos projetos de pesquisa. Nosso objetivo final é contribuir para o conhecimento científico e o avanço tecnológico, impulsionando inovações que enfrentem desafios do mundo real.