SITEMAS ÓXIDO DE IRIDIO – ÓXIDO DE GRAFENO: MODELADO CON INTELIGENCIA COMPUTACIONAL Y ANÁLISIS DE INTERACCIONES

JOSE LUIS NUÑÉZ; JUAN PABLO SÁNCHEZ; FREDERIK TIELENS; GUSTAVO BELLETTI; PAOLA QUAINO

Neuquen - Bahia Blanca

Congreso; Congreso argentino de fisicoquimica y quimica inorganica; 2025

Asociación argentina de investigación fisicoquímica

Poco se ha publicado sobre nanopartículas estequiométricas de óxido de iridio (IrO2). Lasinvestigaciones teóricas más relevantes [1,2] apenas detallan la generación de modelos de partículas,limitándose a seleccionar estructuras iniciales razonables basadas en estudios previos de óxidoscomo titanio o plomo [1]. Otros trabajos han utilizado inteligencia computacional mediante métodosde optimización global (OG) para el óxido de titanio, combinando algoritmos genéticos y potencialesinteratómicos para identificar descriptores de energía, seguidos de optimizaciones DFT de losmejores candidatos para obtener un resultado más preciso en términos de energías y estructuras [3].Por otro lado, el óxido de grafeno (GO) es un compuesto no estequiométrico formado por C, O y H,cuyas proporciones dependen de las condiciones de síntesis. El diseño de estos sistemas es un retodebido a la diversidad de grupos funcionales y conformaciones posibles. Para abordar esto, seemplean técnicas de inteligencia artificial como el aprendizaje automático (ML). Así, el GO puedegenerarse con el modelo atomístico basado en ML de Sinclair y Coveney [4].La integración de nanoestructuras de óxidos de metales nobles, como IrO2, con GO es una estrategiaprometedora para mejorar la actividad catalítica y estabilidad en la reacción de evolución de oxígeno.Cuando están soportadas sobre GO, las nanoestructuras de IrO2 se benefician de las propiedadesúnicas del GO, generando efectos sinérgicos que potencian el rendimiento catalítico. Además, estudiosexperimentales han demostrado que sistemas de GO e IrO2 (IrO2/GO) son catalizadores altamenteactivos para reacciones redox como la reducción de CO2 a CO.En base a lo anterior, en este trabajo se diseñaron con OG las nanoparticulas de IrO 2. Se modificó elmodelo de ML de Sinclair y Coveney para obtener una lámina de GO relajada con grupos hidroxilo yepóxido en un solo lado. A continuación se investigaron las propiedades estructurales denanoestructuras de IrO2 y aquellas soportadas en el GO, centrándose en sus interacciones sinérgicas.El análisis computacional por DFT revela que la agregación de las unidades de IrO 2 estátermodinámicamente favorecida, con cambios estructurales mínimos a medida que aumenta eltamaño de las partículas. Notablemente, las nanopartículas pequeñas de IrO 2 exhiben diferenciasestructurales en comparación con el IrO2 masivo, incluyendo variaciones en la geometría del centrometálico, el número de enlaces y los tipos de enlaces. También se analizan los espectros infrarrojos(IR) teóricos de los sistemas IrO2/GO, proporcionando información valiosa sobre sus característicasvibracionales. Estos hallazgos mejoran nuestra comprensión de los sistemas IrO 2/GO y su potencialpara aplicaciones catalíticas.