Do Lógico ao Abstrato: A Ciência no Cotidiano
23 a 28 de outubro de 2017
Trabalho 8021
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Física |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | FUNARBIC/FUNARBE |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Primeiro autor | Lair Figueiredo Trugilho |
| Orientador | LEANDRO GUTIERREZ RIZZI |
| Título | Termoestatística de agregação molecular via simulações de Monte Carlo |
| Resumo | A agregação de moléculas é um fenômeno bastante conhecido e está presente no nosso cotidiano, por exemplo na formação de gelo e na agregação de proteínas. No entanto, ainda não está totalmente compreendido como as interações microscópicas influenciam na formação dos agregados, principalmente na formação de agregados biomoleculares. Biomoléculas são formadas por um grande número de átomos, o que torna uma análise detalhada da agregação molecular, i.e. levando em consideração as interações entre todos os átomos, inviável. Portanto, para obter escalas de tempo e de comprimento relevantes experimentalmente, surge a necessidade de descrever estas moléculas por meio de modelos simplificados. Neste trabalho realizamos simulações computacionais utilizando um modelo do tipo Ising para obter as propriedades termoestatísticas da transição de fase de agregação de biomoléculas. Embora o modelo de Ising seja um modelo muito utilizado em simulações que visam estudar sistemas magnéticos, este modelo também pode ser utilizado para descrever um sistema biomolecular. Neste caso, o modelo é conhecido como gás de rede ou modelo de Ising com parâmetro de ordem conservado, uma vez que a quantidade de partículas em um dado estado é mantida constante. No caso do modelo de gás de rede, cada sítio pode receber dois valores diferentes, indicando se o sítio está ocupado ou não por uma molécula. Definimos o sistema como uma rede regular quadrada de lado L onde N moléculas são distribuídas em um solvente implícito que está em contato com um reservatório térmico à temperatura T. Para cada par de moléculas em sítios vizinhos, assumimos que há uma contribuição da energia de ligação atrativa g entre essas moléculas. Para obter configurações do sistema utilizamos o método de Monte Carlo, onde as moléculas podem difundir para sítios vizinhos, desde que estes já não estejam ocupados. O movimento é aceito de acordo com o algoritmo de Metropolis, onde a probabilidade da molécula se mover depende da temperatura e da diferença de energia entre as configurações, simulando a agitação térmica das moléculas. Por meio destas simulações foram obtidos resultados para a energia média, o número médio de monômeros (i.e. moléculas isoladas), o tamanho médio do maior agregado e o calor específico do sistema estudado, todos em função da temperatura. Nossos resultados mostram que, de fato, há uma transição entre uma fase onde a maioria das moléculas estão isoladas, à altas temperaturas, e uma fase onde há a formação de grandes agregados de moléculas, à baixas temperaturas. Embora o fenômeno de agregação possa ser descrito pela teoria clássica da nucleação, existem evidências de que ela pode não ser aplicada à alguns sistemas moleculares. As simulações computacionais desenvolvidas neste trabalho podem fornecer um meio para avaliar as limitações dessa teoria. |
| Palavras-chave | agregação, método de Monte Carlo, transição de fase |
| Forma de apresentação..... | Oral |