Caracterização topológica e eletrônica da água supercrítica: dinâmica molecular e análise por redes complexas

dc.contributor.advisorRamalho, Teodorico de Castro
dc.contributor.co-advisorMata, Angélica Sousa da
dc.contributor.refereeOliveira, Igor Saulo Santos de
dc.creatorNogueira, Artur Gomes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2769539543379323
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0000-5102-2371
dc.date.accessioned2026-05-20T17:50:02Z
dc.date.issued2026-03-13
dc.description.abstractSupercritical fluids play a fundamental role in a wide range of scientific, industrial, environmental, and engineering processes due to the presence of inhomogeneities in their microscopic structure, which characterize a continuous transition between two structurally distinct regimes: a low-density gas-like state and a high-density liquid-like state. However, the relationship between thermodynamic conditions and the microstructural organization of water under supercritical conditions is still under investigation. In this work, we employ criteria based on energetic principles to characterize intermolecular interactions, combined with network topological properties to describe the microstructural organization of water across variations in temperature and pressure in the supercritical regime. Analysis based on the Quantum Theory of Atoms in Molecules (QTAIM) indicates that intermolecular interactions between water molecules are predominantly non-covalent in nature, although partially covalent contributions may emerge within more extensively connected components under specific conditions. Statistical analyses further demonstrate that thermodynamically induced variations manifest primarily at a collective and topological level of the molecular network, without significant changes in the local electronic nature of intermolecular interactions.
dc.description.acaoclimatica2. Uso sustentável da água e do solo
dc.description.acaoclimatica5. Energia limpa e renovável
dc.description.acaoclimatica6. Eficiência energética ou inovação ambiental
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.concentrationQuímica/Bioquímica
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até maio de 2027.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 7: Energia limpa e acessível
dc.description.researchLineQuímica Computacional Aplicada na Agricultura
dc.description.resumoOs fluidos supercríticos desempenham um papel fundamental numa ampla gama de processos científicos, industriais, ambientais e de engenharia devido à presença de heterogeneidades na sua estrutura microscópica, que caracterizam uma transição contínua entre dois regimes estruturalmente distintos: um estado semelhante a gás de baixa densidade e um estado semelhante a líquido de alta densidade. No entanto, a relação entre as condições termodinâmicas e a organização microestrutural da água em condições supercríticas ainda está a ser investigada. Neste trabalho, empregamos critérios baseados em princípios energéticos para caracterizar as interações intermoleculares, combinados com propriedades topológicas de rede para descrever a organização microestrutural da água em variações de temperatura e pressão no regime supercrítico. A análise baseada na Teoria Quântica de Átomos em Moléculas (QTAIM) indica que as interações intermoleculares entre moléculas de água são predominantemente de natureza não covalente, embora contribuições parcialmente covalentes possam surgir em componentes mais extensivamente conectados sob condições específicas. Análises estatísticas demonstram ainda que as variações induzidas termodinamicamente se manifestam principalmente em um nível coletivo e topológico da rede molecular, sem mudanças significativas na natureza eletrônica local das interações intermoleculares.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa de Minas Gerais (FAPEMIG)
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.identifier.citationNOGUEIRA, Artur Gomes. Caracterização topológica e eletrônica da água supercrítica: dinâmica molecular e análise por redes complexas. 2026. 84 p. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2026.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60773
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeInstituto de Ciências Naturais (ICN)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agroquímica
dc.relation.ispartofComplex Network and QTAIM Analyses Reveal the Dominance of Structural over Electronic Modulation in Supercritical Water under Ion-Free and Ionic Conditions link: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.6c02186
dc.rightsAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
dc.subjectÁgua supercrítica
dc.subjectDinâmica molecular
dc.subjectRedes topológicas
dc.subjectTeoria quântica de átomos em moléculas
dc.subjectSupercritical water
dc.subjectMolecular dynamics
dc.subjectModeling of topological networks
dc.subjectQuantum theory of atoms in molecules
dc.subject.cnpqQuímica Teórica
dc.titleCaracterização topológica e eletrônica da água supercrítica: dinâmica molecular e análise por redes complexas
dc.title.alternativeTopological and electronic characterization of supercritical water: molecular dynamics and complex network analysis
dc.typedissertação

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