Elastocaloric Effect in Graphene Kirigami

Kirigami, a traditional Japanese art of paper-cutting, has recently been explored for its elastocaloric effect (ECE) in kirigami-based materials (KMs), where applying strain induces temperature changes. In this study, we investigate the ECE in a nanoscale graphene kirigami (GK) monolayer, representing the thinnest possible KM, to better understand this phenomenon. Through molecular dynamics simulations, we analyze the temperature change and coefficient of performance (COP) of the nanoscale GK architecture. Our findings reveal that while GKs lack the intricate temperature changes observed in macroscopic KMs, they exhibit a substantial temperature change of approximately 9.32 K (23 times higher than that of macroscopic KMs, which is about 0.4K) for heating and -3.50 K for cooling. Additionally, they demonstrate reasonable COP values of approximately 1.57 and 0.62, respectively. It is noteworthy that the one-atom-thick graphene configuration prevents the occurrence of the complex temperature distribution observed in macroscopic KMs.Comment: 14 pages, 06 figures, and 01 tabl

Sun-Graphyne: A New 2D Carbon Allotrope with Dirac Cones

Due to the success achieved by graphene, several 2D carbon-based allotropes were theoretically predicted and experimentally synthesized. Here, we propose a new 2D carbon allotrope named Sun-Graphyne (S-GY). We used density functional theory and reactive molecular dynamics simulations to investigate its mechanical, structural, electronic, and optical properties. The results showed that S-GY exhibits good dynamical and thermal stabilities. Its formation energy and elastic moduli are -8.57 eV/atom and 262.37 GPa, respectively. S-GY is a semi-metal and presents two Dirac cones in its band structure. This material is transparent, and its intense optical activity is limited to the infrared region. Remarkably, the band structure of S-GY remains practically unchanged at even moderate strain regimes. As far as we know, this is the first 2D carbon allotrope to exhibit this behaviour.Comment: 17 pages, and 11 figure

Exploring the Elastic Properties and Fracture Patterns of Me-Graphene Monolayers and Nanotubes through Reactive Molecular Dynamics Simulations

Me-graphene (MeG) is a novel two-dimensional (2D) carbon allotrope. Due to its attractive electronic and structural properties, it is important to study the mechanical behavior of MeG in its monolayer and nanotube topologies. In this work, we conducted fully atomistic reactive molecular dynamics simulations using the Tersoff force field to investigate their mechanical properties and fracture patterns. Our results indicate that Young's modulus of MeG monolayers is about 414 GPa and in the range of 421-483 GPa for the nanotubes investigated here. MeG monolayers and MeGNTs directly undergo from elastic to complete fracture under critical strain without a plastic regime.Comment: 10 pages, 01 table, and 05 figure

Expressão da esterilidade feminina e da carpeloidia em mamoeiro sob diferentes ambientes de cultivo protegido.

O presente estudo teve por objetivo avaliar a ocorrência de esterilidade feminina e de carpeloidia em mamoeiros hermafroditas 'Baixinho-de-Santa Amália' cultivados sob manejo orgânico, em diferentes tipos de ambiente de proteção,e conduzido com ou sem bifurcação do tronco no transcorrer das quatro estações do ano. Foram construídos três tipos de estruturas de proteção contíguas: (i) estufa (cobertura de plástico); (ii) estufa sombreada (cobertura adicional de tela 'sombrite' - 30% sobre o plástico), e (iii) telado (cobertura exclusiva de tela 'sombrite' - 30%), ao lado de uma área de ambiente natural, a pleno sol. Nestes locais, foram cultivados, dentro das normas técnicas da agricultura orgânica, mamoeiros da cv. Baixinho-de-Santa-Amália. Em metade das plantas, abrangendo todos os ambientes de cultivo, a gema apical foi incisada, logo após a sexagem, visando à bifurcação do tronco. Para efeito de análise de variância, foram considerados quatro blocos por ambiente de cultivo, tendo cada bloco três repetições relativas ao modo de condução das plantas (com e sem bifurcação do tronco). Para análise estatística, procedeu-se à "análise conjunta de experimentos", no caso, os ambientes de cultivo. Nos mamoeiros com tronco bifurcado, houve diminuição do número de frutos carpeloides e aumento do número de flores fêmeas estéreis. No entanto, essa bifurcação não influenciou a frequência de frutos normais. Durante a primavera (setembro a dezembro), e notadamente na estufa, o maior número de frutos carpeloides por planta correlacionou-se a temperaturas mais elevadas, maior amplitude térmica e maior vigor vegetativo; já, a maior ocorrência de flores estaminadas correlacionou-se também a temperaturas elevadas, baixa luminosidade e menor vigor vegetativo. Por outro lado, essas mesmas condições ambientais e fenológicas favoráveis à carpeloidia aumentaram a quantidade de frutos normais, assim contribuindo positivamente para a produtividade do mamoeiro