Propiedades Mecanoquímicas de Nanoestructuras Monodimensionales de ZnO

MARCELO M. MARISCAL; GERMÁN J. SOLDANO; FRANCO ZANOTTO

Córdoba

Congreso; IV-NanoCórdoba; 2017

Dpto de Química, Facultad de Ciencias Exáctcas Físicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto

El óxido de zinc (ZnO) es uno de los materiales más versátiles en la industria: se utiliza en celdas solares, catálisis, sensores químicos y en cosmética.[1] Estudios recientes demuestran que podría ser aún de mayor utilidad en la nanoescala. De hecho, se ha propuesto utlizar nanoalambres (NA) de ZnO como nanogeneradores de energía.[2] En un futuro, este material podría aportar electricidad a partir de movimientos biológicos básicos como la respiración, o los latidos del corazón. A pesar de la abundante literatura experimental sobre estos NA, poco se ha indagado desde el campo teórico. El aporte de simulaciones es de vital importancia para conocer la resistencia mecánica, dependencia térmica, y reactividad de estas estructuras. Utilizando un campo de fuerzas reactivo (ReaxFF) cuidadosamente validado mediante cálculos ab initio, estudiamos la respuesta mecanoquímica al estiramiento de estos NA.Las simulaciones revelaron dos aspectos de central importancia: a) un cambio de fase inducido por estiramiento, y b) la formación de cadenas monoatómicas conteniendo O2 (ver figura). Ambos aspectos se estudiaron en profundidad, revelándose el mecanismo de reacción del cambio de fase, y las características mecánicas y electrónicas de las cadenas monoatómicas. En particular, este estudio muestra propiedades reveladoresde estructuras monodimensionales en la nanoescala. Desde una perspectiva más amplia, ilustra la importancia de validar resultados de simulaciones con cálculos de DFT para determinar la confiabilida de los potenciales utilizados.