Cálculos de primeros principios para el modelado de arcillas: estudio de propiedades estructurales y electrónicas de caolinita dopada con hierro

RICHARD, DIEGO; RENDTORFF, NICOLÁS M.

Primera RAFA Webinar

Congreso; 105 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

Las propiedades de las arcillas caolinı́ticas dependen sensiblemente de su estructura. En el caso de muestras naturales, desentrañar las caracterı́sticas estructurales desde la micro a la nano escala es materia de continuo interés tecnológico. Entre las distintas técnicas de laboratorio existentes, la espectroscopı́a Mössbauer ha sido ampliamente utilizada para estudiar los entornos atómicos del hierro presente en caolinitas naturales, lo que permite 'observar´ la nanoestructura a nivel local y evitar ası́ las dificultades del análisis experimental asociadas a la falta de cristalinidad de una muestra.En este trabajo presentamos primeros resultados correspondientes a un estudio de los cambios estructurales y electrónicos asociados con la presencia de hierro en una estructura idealizada de la calonita. Para ello usamos el método Gauge-Included Projector Augmented Waves (GIPAW) y analizamos el desempeño del mismo considerando la corrección de dispersiones de Grimme y la inclusión de un parámetro de Hubbard sobre los orbitales Fe-3d.Resultados recientes obtenidos con el método GIPAW [1,2] perfilan al mismo como un metodo promisorio para la predicción de los entornos locales del Fe en arcillas y los desdoblamientos cuadrupolares. Las predicciones obtenidas y su comparación con observaciones experimentales tienen por finalidad encontrar modelos realistas de los entornos locales para abordar en el futuro el estudio de sistemas más complejos, tales como la metacaolinita.[1] Richard & Rendtoff, Appl Clay Sci 169 (2019) 67-73. DOI 10.1016/j.clay.2018.12.013[2] Richard & Gil Rebaza, Comput Mater Sci 171 (2020) 109224. DOI 10.1016/j.commatsci.2019.109224