Interactions between perfluoroalkyl substances and polyethylene through molecular dynamics simulation

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Thomaz, Dandara Freitas
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso embargado
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: Microplastics; Umbrella sampling; Molecular dynamics; Perfluoroalkyl substances; Microplásticos; Dinâmica molecular; Substâncias perfluoroalquilícas; Plásticos; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/23008

O estudo em questão aborda dois contaminantes que vem causando preocupação devido a sua onipresença no ambiente. Um deles são os microplásticos (MPs), partículas menores que 5 mm. Os MPs vêm se popularizando por captar substâncias como os Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs), substâncias estas que foram listadas na Convenção de Estocolmo. Entre os poluentes foram incluídas algumas substâncias per- e polifluoroalquil (PFAS), conhecidas por possuírem uma cadeia carbônica fluorada que as tornam persistentes no ambiente devido à forte ligação carbono–flúor. O estudo das interações entre MPs e PFAS tem grande importância devido a possibilidade de um efeito sinérgico entre eles. Esta dissertação visa avaliar a interação entre o MP e FFAS através da dinâmica molecular. O MP escolhido foi o polietileno (PE). Em relação aos PFAS, escolheu-se duas substâncias perfluoroalquilicas: o ácido perfluorooctanóico (PFOA) e o ácido perfluorooctanosulfônico (PFOS). O modelo proposto foi construído com 50 cadeias poliméricas de PE composta por 36 monômeros utilizando o campo de força OPLS-AA e 5133 moléculas de água descritas pelo campo de força SPC/E. Duas estruturas distintas de PE foram investigadas: uma cristalina e outra semicristalina. Em relação ao PFOA e PFOS, utilizou-se também o campo de força OPLS-AA. O método umbrella sampling (US), juntamente método WHAM, do inglês Weighted Histogram Analysis Method, foram utilizados para obter os perfis de campo médio (PMF) relativos à interação entre o PE e o PFAS em meio aquoso. A variável coletiva foi definida na distância projetada em z ̂ entre os centros de massa do PE e dos PFAS. Tanto para o PE cristalino como semicristalino, o PFOS apresentou interação mais favorável do que o PFOA. Comparando as duas estruturas de PE estudadas, tanto o PFOA como o PFOS interagiram favoravelmente com a estrutura semicristalina.