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A área de Física da Matéria Condensada e Ciência dos Materiais investiga como os átomos se organizam para criar as propriedades que definem o mundo ao nosso redor, desde a condutividade de um fio até a flexibilidade de um novo polímero. É um campo onde a descoberta teórica se transforma rapidamente em tecnologias que moldam nosso dia a dia.

No Gist.Science, acompanhamos diariamente os novos preprints dessa categoria vindos diretamente do arXiv. Nossa equipe processa cada publicação para oferecer resumos técnicos detalhados e explicações em linguagem acessível, garantindo que os avanços mais recentes sejam compreensíveis para todos os níveis de conhecimento.

Abaixo, você encontrará a lista atualizada das pesquisas mais recentes publicadas nesta intersecção fascinante entre física e engenharia.

🔬 materials science

First-principles investigation of structural, mechanical, vibrational, thermal, electronic and optical properties of Na3Bi: a topological Dirac semimetal

Este estudo de primeiros princípios caracteriza as propriedades estruturais, mecânicas, vibracionais, térmicas, eletrônicas e ópticas do semimetal de Dirac topológico Na3Bi, revelando sua estabilidade, natureza semimetálica com pontos de Dirac e potencial para aplicações em amortecimento acústico, detecção UV e optoeletrônica.

Maisha Fahmida, Syed Shovon Mahbub Mahin, Suptajoy Barua, Ishtiaque M. Syed2026-09-10
🔬 materials science

Dimensional Control of Excitonic Interactions in Exfoliated 2D Molecular Crystals

Este estudo demonstra que a esfoliação mecânica de cristais moleculares como o tetraceno em camadas atomicamente finas preserva sua ordem cristalina, permitindo o controle sistemático sobre propriedades excitônicas, tais como o desdobramento de Davydov e o deslocamento de Stokes, por meio de modificações dependentes da espessura no empacotamento molecular, acoplamento intermolecular e blindagem dielétrica.

Jonghyun Son, Seonghyun Koo, Daniel Yim, Sangjin Han, Dong-Hwan Yang, Gi-Yeop Kim, Kihyun Lee, Jieun Yeon, Hye Soo Kim (…)2026-09-10
🔬 materials science

Strong Impact of Halide Ordering on Structural Phase Transitions in Mixed Perovskites

Este estudo demonstra que simulações aprendidas por máquina revelam o ordenamento de haletos como um fator crítico que governa transições de fase estrutural e lacunas de miscibilidade em perovskitas de haletos mistos, onde tal ordenamento desloca significativamente as temperaturas de transição e explica dependências de composição não lineares que são mitigadas pela substituição de Rb.

Felix Uddén, Erik Fransson, Julia Wiktor, Benjamin M. Gallant, Dominik J. Kubicki, Paul Erhart2026-09-10
🔬 materials science

Quantifying translational and bond-orientational order metrics in hyperuniform and nonhyperuniform many-particle systems

Este artigo introduz uma métrica de ordem orientacional de ligação τO\tau_O para complementar a métrica de ordem translacional τT\tau_T, demonstrando, através da análise de sistemas de partículas rígidas, adição sequencial aleatória e hiperuniformidade furtiva, que, embora a ordem orientacional de ligação seja geralmente subdominante à ordem translacional, as duas métricas são positivamente correlacionadas e revelam trajetórias estruturais distintas e dependentes da preparação.

Anirban Mukherjee, Salvatore Torquato2026-09-10
🔬 materials science

Overcoming Transport Layer Bottlenecks to Quantify Ionic Parameters from Transient Ion Current Measurements of Perovskite Solar Cells

Este artigo identifica a capacitância das camadas de transporte como o gargalo fundamental que faz com que as medições de corrente iônica transiente (BACE) em células solares de perovskita superestimem a densidade iônica, e propõe métodos de correção baseados no deslocamento iônico e na extrapolação da espessura da camada de transporte para quantificar precisamente os parâmetros iônicos.

Shudi Jiao, Miguel Torre Cachafeiro, Huagui Lai, Fuxiang Ji, Tristan Sachsenweger Ballantyne, Sharun Parayil Shaji, Matt (…)2026-09-10
🔬 mesoscale physics

A Reactive Molecular Dynamics Study on the Mechanical Properties of a Recently Synthesized Amorphous Carbon Monolayer Converted into a Nanotube/Nanoscroll

Este estudo utiliza simulações de dinâmica molecular reativa para demonstrar que, embora nanotubos e nanoenrolados de carbono amorfos exibam deformações de fratura críticas menores que seus equivalentes cristalinos, seus pontos de fusão e comportamentos mecânicos semelhantes indicam que o desordem estrutural sobrepõe as diferenças topológicas que tipicamente distinguem nanotubos prístinos de nanoenrolados.

Marcelo L. Pereira Júnior, Wiliam F. Cunha, Douglas S. Galvão, Luiz A. Ribeiro Júnior2026-09-09
🔬 mesoscale physics

Self-Folding and Self-Scrolling Mechanisms of Edge-Deformed Graphene Sheets: A Molecular Dynamics Study

Este estudo de dinâmica molecular revela que os comportamentos de autoplegamento e autoenrolamento de folhas de grafeno com deformação de borda em nanofolhas ou nanoenrolamentos baseados em grafeno são criticamente determinados pelos ângulos de torção iniciais das bordas e pela temperatura, com configurações específicas levando a morfologias de dobra única, múltiplas dobras ou de estado duplo.

Marcelo Lopes Pereira Junior, Luiz Antonio Ribeiro Junior2026-09-09
🔬 mesoscale physics

Dynamical Formation of Graphene and Graphane Nanoscrolls

Simulações de dinâmica molecular revelam que, enquanto nanofitas de grafeno e de grafeno misto com grafano podem formar dinamicamente nanoenrolados ao redor de nanotubos de carbono dentro de intervalos de temperatura específicos, nanofitas de grafano totalmente hidrogenadas apenas envolvem o nanotubo sem se enrolar.

Marcelo Lopes Pereira Júnior, Luiz Antonio Ribeiro Júnior, Douglas Soares Galvão, José Moreira de Sousa2026-09-09
🔬 materials science

Dynamics and Structural Transformations of Carbon Onion-Like under High-Velocity Impacts

Utilizando simulações de dinâmica molecular reativa totalmente atomísticas, este estudo revela que nanocebolas de carbono sofrem transformações estruturais distintas após o impacto de alta velocidade contra um substrato rígido, transitando de deformação quase elástica para a formação de um núcleo do tipo diamante via conversão de sp2sp^2 para sp3sp^3, e finalmente para a fragmentação em cadeias lineares de carbono conforme a velocidade de impacto aumenta de 2 para 7 km/s.

M. L. Pereira Júnior, W. F. da Cunha, R. T. de Sousa Júnior, G. D. Amvame Nzeb, D. S. Galvão, L. A. Ribeiro Júnior2026-09-09
🔬 materials science

On the Thermomechanical Properties and Fracture Patterns of the Novel Nonbenzenoid Carbon Allotrope (Biphenylene Network): A Reactive Molecular Dynamics Study

Este estudo emprega simulações de dinâmica molecular reativa para revelar que a nova rede de bifenileno (BPN) exibe propriedades termomecânicas excepcionais comparáveis ao grafeno, incluindo um módulo de Young de ~1019,4 GPa e um ponto de fusão de ~4024 K, enquanto demonstra um processo de fratura inelástica único e dependente da direção envolvendo quatro transições morfológicas distintas que são suprimidas pela presença de nanofissuras.

M. L. Pereira Júnior, W. F. da Cunha, R. T. de Sousa Junior, G. D. Amvame Nze, D. S. Galvão, L. A. Ribeiro Júnior2026-09-09