ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL F E3O4: FACTIBILIDAD DE SU USO EN NANOZIMAS

TOMAS SOTERAS; VERONICA M. SANCHEZ; PABLO LUSTEMBERG; DARIO A. ESTRIN; M. VERONICA GANDUGLIA PIROVANO

El Calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL Fe3O4Soteras T.1,2, Sánchez V. M.1,2, Lustemberg P. G.3,4,Estrin D. A.1,2 , Ganduglia-Pirovano M. V.31Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, FCEyN-UBA.2Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE).3Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, España.4Instituto de Fisica Rosario (IFIR).tomysoteras@gmail.com. Dirección Postal: Roque Sáenz Peña 1304, Olivos.Introducción: Las nanozimas constituyen la contraparte sintética de las enzimas naturales, y consecuentemente son capaces de mimetizar su actividad catalítica. Por esta razón, se están convirtiendo en una alternativa para eco y biocatálisis [1-2]. En particular, las nanopartículas de Fe3O4 poseen actividad tipo peroxidasa [3], dado que descomponen el peróxido de hidrógeno (H2O2).Resultados: En este trabajo, se realizaron cálculos de estructura electrónica del bulk de Fe3O4 y de las superficies Fe3O4(111) y Fe3O4(001). Se analizaron el tamaño de la red, la densidad de estados electrónicos, la propiedades magnéticas y el efecto de las vacancias de Fe sobre las mismas. En particular, para la superficie (111) se determinó la reestructuración superficial en función del número de capas del material (Fig. 1). Todos los cálculos se realizaron con VASP, utilizando la aproximación de DFT con polarización de spin, con el método PAW, y empleando DFT+U con Ueff = 3.8 eV para los electrones 3d. Figura 1.A. Representación 1x1 con 2 capas de la superficie Fe3O4 (111) en la estructura bulk. Los átomos de color dorado, azul y rojo representan al Fe 3+, Fe 2+ y O -2, respectivamente. 1.B. Distancia entre capas atómicas para las superficie Fe3O4 (111) 1x1 en función de la cantidad de capas utilizadas para describir el material.Conclusiones: Se determinó la reestructuración superficial más estable en cada una de las superficies estudiadas. Se relacionaron las características electrónicas de cada una con su posible capacidad catalítica, considerando los estudios experimentales de descomposición de peróxido de hidrógeno en los sitios Fe+2 y Fe+3 superficiales realizados en el marco del Proyecto RISE de cooperación internacional: “Nanomateriales para el Control Enzimático de la Toxicidad por Estrés Oxidativo y la Generación de Radicales Libres” (NESTOR)Referencias bibliográficasHuang, L. et al. Sci. Adv, 2019. 5(5).Yang, L. et al. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 2018. 115(26): 6626-6631.Gao, L. et al. Nat. Nanotechnol. 2007 2(9):577–583.