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Coleção Digital
Título: TRAJECTORY-DEPENDENT SIMULATION OF NANOPARTICLE TRANSLOCATION Autor: LUIZ FERNANDO VIEIRA
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES - ADVISOR
MICHAEL-JON A HORE - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 61183
Catalogação: 10/11/2022 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61183@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61183@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61183
Resumo:
Título: TRAJECTORY-DEPENDENT SIMULATION OF NANOPARTICLE TRANSLOCATION Autor: LUIZ FERNANDO VIEIRA
MICHAEL-JON A HORE - CO-ADVISOR
Nº do Conteudo: 61183
Catalogação: 10/11/2022 Idioma(s): ENGLISH - UNITED STATES
Tipo: TEXT Subtipo: THESIS
Natureza: SCHOLARLY PUBLICATION
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61183@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=61183@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.61183
Resumo:
This dissertation focuses on the transport of nanoparticles through
nanopores - nanoparticle translocation - and how this phenomenon can be
used as a characterization tool known as nanopore sensing. Nanoparticles
not only occur widely in nature but also have been extensively engineered in
academic research and industrial development. Due to their unique properties,
nanoparticles are used in several industrial applications. Characterization
tools that are accessible, easy to use, and robust are key for both research
and quality control in nanoparticle science and technology. Rarely all these
desirable characteristics are encountered in a single characterization tool.
For example, Dynamic Light Scattering (DLS) is known to provide easy
measurements of nanoparticle size but is prone to errors when analyzing
dispersed and mixed distributions. On the other hand, direct visualization of
the particles by Transmission Electron Microscopy (TEM) provides accurate
information on particle size but is difficult to perform with high throughput
and is prone to sampling bias. Nanopore sensing can, however, measure
physical properties both at a single particle level and with high throughput.
Experiments were successful in characterizing particle concentration, size, and
charge. However, the experimental results are not always readily interpretable.
In response, modeling and simulation tools are used to shed light on the
complex relationships coming from the nanoscale environment. Despite the
great amount of development in this area, there is still a lack of trajectorydependent simulations that can effectively reproduce the pulses from the
translocation of a freely interacting particle. Here, Poisson-Nernst-Planck
formalism was combined with Machine Learning and Dynamic Monte-Carlo
to form a simulation tool that captures the drift-diffusion motion of hard
particles and the current pulses corresponding to these trajectories. Spheres
and rods were simulated translocating pores of different dimensions. The
simulations suggest inherent limitations in resolution due to the Brownian
effect. Whereas previous studies were able to simulate only a few trajectories
or estimated the statistics of the features using theoretical arguments, in this
study hundreds of trajectories were simulated, calculating statistics directly
from the population of results. The framework developed in this research can
be expanded to investigate other nanopore systems, helping the development
of nanopore sensing.
Descrição | Arquivo |
COMPLETE |