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Theoretical study of the interaction between pure and N-substituted coronene dimers with CO2.
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
Now you could share with me your questions, observations and congratulations
Create a topicThe reinjection of CO2 into the oil wells is an alternative to reduce impacts in the greenhouse effect.
The interaction of CO2 with asphaltenes promotes destabilization, favoring their precipitation.
Dimeric aggregates of coronene were optimized in different arrangements, with and without N atom.
nCO2 (n=2-30) were approximated to the dimers and the structures were optimized with DFTBA method.
The presence of N decreases the aggregation energy, independently on the arrangement of aggregate.
In the presence of CO2 an increase in the strength of aggregation is verified.
Luciano Tavares Costa
Kelly,
Parabéns pelo trabalho apresentado e por sua jornada. Uma questão, como poderia caracterizar essa suposta formação de ligação
na extremidade em um dos agregados?
Pensou em simular o sistema por Dinâmica Molecular. Seria bem interessante.
Matheus J. S. Matos
Qual software foi usado?? Pq foi escolhida a distância de 5A entre os coronenos? Cada configuração não pode resultar em uma distância distinta?
Como é definida a energia de agregação?
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Ola,
Os cálculos foram todos realizados no software gaussian, sendo o DFT na versão 09 e o DFTBA no 16. A distância inicial de 5A foi escolhida com base na literatura em relação a alguns trabalhos sobre os planos aromáticos como as estruturas de grafeno. Essa distância inicial é entre o centro de massa dos monômeros que compõem o dímero, na posição Face to Face, isto é, em paralelo. Portanto todas as configurações partem da mesma distância.
A energia de agregação na presença do CO2 é definida pela equação abaixo:
Eagg = EAB – (EA + EB)
Onde, EAB refere-se a energia do dímero com todas as moléculas de CO2 e, EA e EB aos respectivos monômeros com as moléculas de CO2 sobre a sua superfície. As energias foram retiradas do cálculo counterpoise.
Matheus J. S. Matos
Oi Kelly, obrigado pela resposta e parabéns pelo trabalho. Está muito bonito.
Rodolfo Goetze Fiorot
Oi, Kelly! Parabéns pela apresentação e trabalho! Muito relevante.
Vocês conseguiram racionalizar a influência da inserção e posição do átomo de nitrogênio na diferença de energia entre os orbitais HOMO e LUMO? A diferença de sua posição afeta a organização espacial (e, portanto, energia) do CO2 adsorvido?
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Ola Rodolfo, obrigada pela contribuição.
Ainda não conseguimos racionalizar o real motivo da influencia da posição na mudança do gap entre o Ncentral e o Nperiférico. Somente avaliamos a relação entre a aromaticidade e o gap, como mostrado a posição Nperiferico por ter o maior gap é o mais aromático.
Quanto a segunda pergunta, neste momento só avaliamos de maneira geral a influência do CO2 nas interações entre os monômeros. O segundo passo dessa contribuição é avaliar a ação dele como um todo no dímero.
O trabalho ainda esta em fase inicial, e temos como metas futuras essas avaliações, além das fragmentações dessas energias para cada aglomerado.
Rodolfo Goetze Fiorot
Oi, Kelly, obrigado pela resposta!
Está em fase inicial, mas você já tem bastante coisa! E parece muito promissor.
Com relação à influência na aromaticidade, vocês estão usando algum descritor para quantificar / comparar a aromaticidade em uma estrutura em relação à outra? (Talvez eu tenha perdido em sua apresentação).
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Oi Rodolfo, então para quantificar a aromaticidade neste trabalho eu usei somente a diferença entre os orbitais de fronteira. Entretanto para tese, estou realizando os cálculos HOMA e I6. Obrigada pelas contribuições.
Ricardo Oliveira
Olá Kelly, trabalho legal! Tenho algumas dúvidas. 1) Existem duas opções de dopagem no endoesqueleto (substituição interna, endo), ambas foram testadas? 2) No caso da dopagem endo, a estrutura resultante é um dubleto, quando os dímeros são formados inicialmente pelo empilhamento-pi, como o spin foi tratado? A formação de ligação é interessante, pode ser uma consequência da aproximação de dois sistemas radicalares. 3) Testaram realizar algumas dinâmicas? Elas (talvez) possam ser feitas em nível DFTB ou xTB.
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Ola Ricardo, muito Obrigada!!! 1) Sim, na minha tese que está em andamento eu realizei cálculos na outra posição interna. O N esta substituindo o C acima do que neste trabalho é a substituição Ncentral. 2) Na formação do dímero, por aproximação e comparação com as demais, mantivemos o singleto ao invés do tripleto. Entretanto já esta como meta realizar este cálculo para avaliar essa diferença. Ainda não conseguimos chegar a um resultado específico sobre essa ligação entre os C na posição Ncentral. O que eu tenho até agora é que essa ligação não acontece na outra posição do centro a qual você perguntou. 3) Quanto a usar dinâmica, p este caso em particular nao tinha pensado e qualquer contribuição será bem vinda. Estamos pensando em dinâmica para completar a segunda parte no estudo da influência do CO2 mas ainda é algo recente.
Ricardo Oliveira
Muito interessante. Sobre a dinâmica, vejo dois caminhos possíveis mais simples e menos custosos. Uma é usar DFTB/DFTB+ (https://dftbplus.org/) e outra é usar o xTB (https://xtb-docs.readthedocs.io/en/latest/contents.html). Apesar de não ser o escopo, esse trabalho pode ser relevante para a área de astroquímica. A formação de aglomerados de PAHs e interação com pequenas moléculas afeta algumas propriedades espectroscópicas dessas moléculas como potencial de ionização e absorção/emissão de certas bandas na região do infravermelho. Pode ser uma perspectiva interessante! Boa sorte!
Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Obrigada Ricardo pelas contribuições!
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Kelly Fernandes Pessôa Laeber
Ola professor Luciano, obrigada!!!! Essa formação da ligação ainda é pra nós um caso a ser investigado. Por dinâmica molecular pensamos numa investigação da primeira camada de solvatação pela função de distribuição radial como forma de completar a segunda parte do trabalho que é a interação do CO2. Fazendo de maneira "manual", ao inserir o CO2, notamos que a partir de mais ou menos 18 moléculas é quase que constante a influência. Então essa opção surgiu numa tentativa de analisar a primeira camada de solvatação, mas ainda é so uma ideia. Entretanto estou considerando novas contribuições.