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

ARNALDO RAPALLO, JIMENA A. OLMOS-ASAR, OSCAR A. OVIEDO, MARTÍN LUDUEÑA, RICCARDO FERRANDO Y MARCELO M. MARISCAL

Encuentro; Segundo encuentro Nanocórdoba; 2012

En los últimos años, el estudio de pequeños clusters y nanopartículas (NPs) ha sido el foco de numerosas áreas de investigación, como la catálisis, la física del estado sólido, la físico-química, la biomedicina y la óptica, para mencionar algunas de ellas [1]. La estabilidad térmica es uno de los requerimientos básicos para que una NP pueda ser utilizada en aplicaciones biológicas. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar el comportamiento térmico de NPs metálicas puras y aleadas. Uno de los aspectos más importantes es el proceso de fusión, es decir, la transición sólido-líquido. Las NPs metálicas presentan, generalmente, temperaturas de fusión mucho más bajas que los metales masivos, debido a la alta relación superficie/volumen. Un fenómeno comúnmente observado, tanto experimental como teóricamente, es que el punto de fusión decrece cuando el radio de la NP disminuye [2].             Desde un punto de vista teórico, la fusión de NPs metálicas ha sido estudiada por métodos termodinámicos clásicos [1]. Muchos de estos estudios emplearon simulaciones computacionales, desde las cuales puede extraerse la estructura atómica y las distribuciones energéticas del sistema en simultáneo. Varios resultados muestran que las nanoaleaciones pueden sufrir transformaciones estructurales complejas antes de que se produzca la fusión.             Los métodos de simulación más ampliamente empleados en este campo son Monte Carlo canónico y Dinámica Molecular canónica. Sin embargo, la comparación entre estas técnicas computacionales es escasa en la literatura.             En el presente trabajo presentamos el estudio de la fusión de NPs metálicas con diferentes técnicas computacionales. Elegimos NPs de Co, Au y Co/Au como sistemas modelo, debido al gran interés para aplicaciones en distintos campos. Las NPs que contienen Co son químicamente reactivas y ferromagnéticas. Co y Au forman NPs con estructura Cocore-Aushell. De esta manera, el metal menos reactivo y biocompatible está en contacto con el medio, mientras que el corazón de Co mantiene sus propiedades magnéticas.  [1] Ferrando R.; Jellinek J.; Johnston R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 845–910. [2] Buffat Ph.; Borel J-P. Phys. Rev. A 1976, 13, 2287–2298.