Propiedades térmicas de nanoaleaciones de Co/Au y comparación de diferentes técnicas computacionales

A. RAPALLO; J. A. OLMOS ASAR; O. A. OVIEDO; M. LUDUEÑA; R. FERRANDO; M. M. MARISCAL

Córdoba

Encuentro; Nanocórdoba 2012; 2012

En losúltimos años, el estudio de pequeños clusters ynanopartículas(NPs) ha sido el foco de numerosas áreas deinvestigación, como la catálisis, la física del estado sólido, lafísico-química, la biomedicina y la óptica, para mencionar algunasde ellas. La estabilidad térmica es uno de los requerimientosbásicos para que una NP pueda ser utilizada en aplicacionesbiológicas. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar elcomportamiento térmico de Nps metálicas puras y aleadas. Uno de losaspectos más importantes es el proceso de fusión, es decir, latransición sólido-líquido. Las NPs metálicas presentan,generalmente, temperaturas de fusión mucho más bajas que losmetales masivos, debido a la alta relación superficie/volumen. Unfenómeno comúnmente observado, tanto experimental comoteóricamente, es que el punto de fusión decrece cuando el radio dela NP disminuye. Desde un punto de vista teórico, la fusión de NPsmetálicas ha sido estudiada por métodos termodinámicos clásicos.Muchos de estos estudios emplearon simulaciones computacionales,desde las cuales puede extraerse la estructura atómica y lasdistribuciones energéticas del sistema en simultáneo. Variosresultados muestran que las nanoaleaciones pueden sufrirtransformaciones estructurales complejas antes de que se produzca lafusión. Los métodos de simulación más ampliamente empleados eneste campo son Monte Carlo canónico y Dinámica Molecular canónica.Sin embargo, la comparación entre estas técnicas computacionales esescasa en la literatura. En el presente trabajo presentamos elestudio de la fusión de NPs metálicas con diferentes técnicascomputacionales. Elegimos NPs de Co, Au y Co/Au como sistemas modelo,debido al gran interés para aplicaciones en distintos campos. LasNPs que contienen Co son químicamente reactivas y ferromagnéticas.Co y Au forman NPs con estructura Cocore-Aushell. De esta manera, elmetal menos reactivo y biocompatible está en contacto con el medio,mientras que el corazón de Co mantiene sus propiedades magnéticas.Los resultados mustran una estabilidad térmica sorprendente para elsistema Co13Au42 en comparación con los clusters de losmetales puros del mismo tamaño y morfología.