dc.creator | Hernandes, Vinícius Fonseca | |
dc.date.accessioned | 2023-06-07T23:20:45Z | |
dc.date.available | 2023-06-07T23:20:45Z | |
dc.date.issued | 2021-08-17 | |
dc.identifier.citation | HERNANDES, Vinicius Fonseca. Aprendizado de máquina aplicado para classificação de fases em sistemas de matéria mole. Orientador: José Rafael Bordin. 2021. 101 f. Dissertação (Mestrado em Física ) – Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2021. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/9581 | |
dc.description.abstract | Characterization of phases of soft matter systems is a challenge faced in many physicochemical problems. For polymorphic fluids it is an even greater challenge. Specifically, glass forming fluids, as water, can have, besides solid polymorphism, more than one liquid and glassy phases, and even a liquid-liquid critical point. In this sense, we apply a neural network algorithm to analyze the phase behavior of a core-softened mixture of core-softened CSW fluids that have liquid polymorphism and liquid-liquid critical points, similar to water. We also apply the network on mixtures of CSW fluids
and core-softened alcohols models. We combine and expand two methods based on bond-orientational order parameters to study mixtures, applied to mixtures of hardcore fluids by Boattini and co-authors [Molecular Physics 116, 3066-3075 (2018)] and to supercooled water by Martelli and co-authors [The Journal of Chemical Physics 153, 104503 (2020)], to include longer range coordination shells. With this, the trained neural network was able to properly predict the crystalline solid phases, the fluid phases
and the amorphous phase for the pure CSW and CSW-alcohols mixtures with high efficiency. More than this, information about the phase populations, obtained from the network approach, can help verify if the phase transition is continuous or discontinuous, and also to interpret how the metastable amorphous region spreads along the stable high density fluid phase. These findings help to understand the behavior of supercooled polymorphic fluids and extend the comprehension of how amphiphilic solutes
affect the phases behavior. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Física | pt_BR |
dc.subject | Redes neurais | pt_BR |
dc.subject | Dinâmica molecular | pt_BR |
dc.subject | Soluções aquosas | pt_BR |
dc.subject | Neural networks | pt_BR |
dc.subject | Molecular dynamics | pt_BR |
dc.subject | Aqueous solutions | pt_BR |
dc.title | Aprendizado de máquina aplicado para classificação de fases em sistemas de matéria mole | pt_BR |
dc.title.alternative | Applied machine learning to phase classification of soft matter systems | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Moreira, Mario Lucio | |
dc.description.resumo | Caracterizar as diferentes fases em sistemas da Matéria Mole é um desafio encontrado em muitos problemas na interface entre Física e Química – e o desafio se torna ainda maior para fluidos polimórficos. Especificamente, fluidos que apresentam fases vítreas, como a água, podem ter, além de múltiplas fases sólidas, mais de uma fase líquida ou vítrea, e até mesmo apresentar um ponto crítico líquido-líquido. Assim, propomos neste trabalho um algoritmo, baseado em redes neurais, para analisar o comportamento das fases de um fluido de caroço amolecido que possui polimorfismo na fase líquida, ponto crítico líquido-líquido e fase amorfa, similar à água. Também aplicamos o algoritmo para analisar uma mistura de modelos de caroço amolecido de água e álcool. Para isso, combinamos e expandimos dois métodos baseados nos parâmetros de ordem orientacional para estudar misturas: o método de Boattini e coautores [Molecular Physics 116, 3066-3075 (2018)], proposto para sistemas binários de caroço duro, e o método proposto por Martelli e coautores [The Journal of Chemical Physics 153, 104503 (2020)], para estudar água na região superresfriada. Incluindo camadas de coordenação de longo alcance, para incluir os terceiros vizinhos, a rede neural treinada foi capaz de prever, com alto grau de precisão, as fases sólidas cristalinas, as fases fluidas e a fase amorfa para o fluido de caroço-amolecido puro e para as misturas água-álcool. Além disso, utilizando a informação sobre as
populações de cada fase em um dado ponto do diagrama, pudemos analisar como a região amorfa metaestável se espalha ao longo do diagrama de fases, especificamente na região e líquido de alta densidade. Estes resultados complementam o observado previamente, aumentando o entendimento do comportamento de fluidos polimórficos superresfriados e amplia a compreensão sobre como solutos anfifílicos afetam o diagrama de fases. | pt_BR |
dc.publisher.department | Instituto de Física e Matemática | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Bordin, José Rafael | |