Trabalho de modelagem e simulação molecular

1. INTRODUCAO

A utilização da simulação computacional tem crescido amplamente nos últimos anos, sendo fruto do progresso da indústria de softwares e hardwares, e pelo avanço nas técnicas e algoritmos computacionais. Hoje a modelagem e a simulação são aplicadas em áreas como Química, Física, Biologia, Engenharia de Materiais, Economia, dentre outras. Seu uso tem sido de grande validade, especialmente, na Física do Estado Sólido.
Muitos métodos de simulação foram desenvolvidos para estudo das propriedades dos materiais. Grosso modo é possível dividir as técnicas de simulação aplicadas aos sólidos em quatro grandes grupos. O primeiro grupo caracteriza-se pela presença da observação das propriedades e dos sistemas sob o aspecto quântico, envolvendo métodos com diferentes graus de aproximação desde técnicas “all electrons”, passando por diferentes métodos “ab initio”, até sistemas que tratam apenas elétrons de valência. Geralmente as técnicas que envolvem explicitamente cálculos quânticos conseguem tratar somente sistemas com poucos átomos, ou, em outras palavras, pequenos sistemas.
No segundo grupo encontram-se as técnicas clássicas, que envolvem a minimização da energia total do sistema. Inversamente às técnicas do primeiro grupo, estas técnicas consideram o sistema como um conjunto muito grande de partículas clássicas que interagem entre si que obedecem às equações de Newton. Neste grupo estão as técnicas de dinâmica molecular e as de simulação estática. O aspecto principal deste grupo é a escolha dos termos de interação entre as partículas constituintes do sistema, ou seja, a parametrização escolhida para o modelo do sistema. Inúmeros métodos têm sido utilizados para obter um conjunto ideal de parâmetros potenciais de interação. Sua vantagem em relação ao método anterior é que o número de partículas que podem ser tratadas ou as dimensões dos sistemas simulados são mais próximos dos sistemas reais. A desvantagem é que a contribuição eletrônica é ignorada,