INFIQC   05475
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN FISICO- QUIMICA DE CORDOBA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio DFT de la Curvatura en la Apertura Longitudinal de Nanotubos de Carbono
Autor/es:
GUILLERMINA LETICIA LUQUE; MARIANA ISABEL ROJAS; EZEQUIEL PEDRO MARCOS LEIVA
Lugar:
La Falda
Reunión:
Encuentro; XII Encuentro Superficies y Materiales Nanoestructurados 2012; 2012
Institución organizadora:
FaMAF - UNC
Resumen:
Estudio DFT del Efecto de la Curvatura en la apertura Longitudinal de Nanotubos de carbono
G.L. Luque, M.I. Rojas, E.P.M. Leiva
INFIQC, Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional
de Córdoba, Ciudad Universitaria, 5000 Córdoba, Argentina.
gluque@fcq.unc.edu.ar
Las nanocintas de grafeno (NCG) son materiales prometedores para una amplia variedad de
aplicaciones debido a sus propiedades. Una forma de obtener este material es a partir de la apertura
longitudinal de nanotubos de carbono (NTC) por tratamiento con permanganato en medio ácido según
lo propuesto por Kosynkin y colaboradores [1]. Esta metodología permite obtener NCG de ancho
controlado y bordes zig-zag a gran escala.
Debido a la importancia tecnológica de conocer como ocurre la apertura de los NTC, se estudió
mediante cálculos de Teoría del Densidad Funcional (DFT) empleando el código SIESTA [2] la reacción
de oxidación de los NTC con permanganato de potasio, considerando diferentes radios de curvatura.
Se empleó un conjunto de NTC tipo arm-chair de diferente radio y láminas corrugadas que permiten
emular la curvatura de los NTCs de radios grandes, esta aproximación reduce el costo computacional y
permite el estudio de un amplio rango de radios de curvatura con sólo 80 átomos de carbono. Las
configuraciones de mínima energía se obtuvieron mediante el algoritmo de gradientes conjugados (GC)
y las cargas sobre los átomos se evaluaron mediante de análisis de Mulliken.
La energía de adsorción del permanganato de potasio incrementa linealmente con la recíproca del
radio de curvatura al cuadrado. La curvatura favorece la termodinámica de la reacción hasta que para
un cierto radio crítico la reacción se vuelve espontánea, formando la diona y un defecto hueco sobre la
superficie del NTC.
Luego del primer defecto hueco, la oxidación se hace espontánea y los siguientes permanganatos
continúan el corte longitudinal del NTC debido a que esta dirección está favorecida energéticamente.[1]. Esta metodología permite obtener NCG de ancho
controlado y bordes zig-zag a gran escala.
Debido a la importancia tecnológica de conocer como ocurre la apertura de los NTC, se estudió
mediante cálculos de Teoría del Densidad Funcional (DFT) empleando el código SIESTA [2] la reacción
de oxidación de los NTC con permanganato de potasio, considerando diferentes radios de curvatura.
Se empleó un conjunto de NTC tipo arm-chair de diferente radio y láminas corrugadas que permiten
emular la curvatura de los NTCs de radios grandes, esta aproximación reduce el costo computacional y
permite el estudio de un amplio rango de radios de curvatura con sólo 80 átomos de carbono. Las
configuraciones de mínima energía se obtuvieron mediante el algoritmo de gradientes conjugados (GC)
y las cargas sobre los átomos se evaluaron mediante de análisis de Mulliken.
La energía de adsorción del permanganato de potasio incrementa linealmente con la recíproca del
radio de curvatura al cuadrado. La curvatura favorece la termodinámica de la reacción hasta que para
un cierto radio crítico la reacción se vuelve espontánea, formando la diona y un defecto hueco sobre la
superficie del NTC.
Luego del primer defecto hueco, la oxidación se hace espontánea y los siguientes permanganatos
continúan el corte longitudinal del NTC debido a que esta dirección está favorecida energéticamente.[2] la reacción
de oxidación de los NTC con permanganato de potasio, considerando diferentes radios de curvatura.
Se empleó un conjunto de NTC tipo arm-chair de diferente radio y láminas corrugadas que permiten
emular la curvatura de los NTCs de radios grandes, esta aproximación reduce el costo computacional y
permite el estudio de un amplio rango de radios de curvatura con sólo 80 átomos de carbono. Las
configuraciones de mínima energía se obtuvieron mediante el algoritmo de gradientes conjugados (GC)
y las cargas sobre los átomos se evaluaron mediante de análisis de Mulliken.
La energía de adsorción del permanganato de potasio incrementa linealmente con la recíproca del
radio de curvatura al cuadrado. La curvatura favorece la termodinámica de la reacción hasta que para
un cierto radio crítico la reacción se vuelve espontánea, formando la diona y un defecto hueco sobre la
superficie del NTC.
Luego del primer defecto hueco, la oxidación se hace espontánea y los siguientes permanganatos
continúan el corte longitudinal del NTC debido a que esta dirección está favorecida energéticamente.
Referencias
[1] D. V. Kosynkin, A.L. Higginbotham, A. Sinitskii, J. R. Lomeda, A. Dimiev, B.K. Price, J.M. Tour,D. V. Kosynkin, A.L. Higginbotham, A. Sinitskii, J. R. Lomeda, A. Dimiev, B.K. Price, J.M. Tour,
Nature 458 (2009) 872.458 (2009) 872.
[2] J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J. Phys.:
Condens. Matter 14 (2002) 2745.J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J. Phys.:
Condens. Matter 14 (2002) 2745.14 (2002) 2745.