Modelando nanopartículas de grafeno en tiempos de pandemia

MELIA, LUCAS F.; BARRIONUEVO, SANTIAGO D.; IBAÑEZ, FRANCISCO J.

Congreso; Encuentro Argentino y Latinoamericano de Ingeniería CADI / CLADI / CAEDI; 2021

Facultad de Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires

Se utilizaron modelos teóricos para estudiar la dependencia de las propiedades de absorción al modificar el tamaño, la geometría, la estructura y la química de los bordes de nanopartículas de grafeno: conocidas como Graphene Quantum Dots. Estas pueden variar entre 2 y 10 nm de diámetro y poseen magníficas propiedades de absorción y emisión/fluorescencia que dependen principalmente del tamaño. La modificación de los parámetros arriba mencionados permitió modelar nanopartículas que podrían aplicarse como co-sensibilizadores para el aumento de la eficiencia en ?celdas solares sensibilizadas por colorantes?. Debido a la Pandemia COVID-19 y su consecuente imposibilidad de concurrir a los laboratorios se emplearon plataformas computacionales de libre acceso y amigables para estudiantes avanzados de grado y posgrado. Se emplearon programas como Avogrado y VMD para editar/diseñar nanopartículas y luego poder simular los espectros de absorción UV-Visible por la plataforma Nanohub.org. Finalmente, se calculó la distribución de energía de los orbitales HOMO-LUMO y la energía de banda prohibida (band gap) a través del programa ORCA usando y comparando los métodos Hartree-Fock, la teoría del funcional de la densidad y la teoría del funcional de la densidad tiempo-dependiente. Se compararon los resultados obtenidos entre los modelos teóricos y con los datos experimentales reportados, dando excelente concordancia entre ellos. El estudio llevado a cabo demostró que la variación de tamaño de estas nanopartículas aumenta el rango de absorción y consecuentemente esto podría aumentar la eficiencia de las celdas solares.