Dinámica molecular en nanomateriales

Abstract

La nanotecnología es la manipulación en forma precisa de átomos y moléculas para la fabricación de productos a nanoescala. En vista a emplear el hidrógeno como combustible resulta de interés almacenarlo, conducirlo, y detectarlo, a escala nanométrica. Conducirlo en forma gaseosa por nanotubos de carbono, almacenarlo en nanocontenedores de grafeno, y detectarlo en nanopartículas y/o nanocables de paladio. Las simulaciones atomísticas resultan herramientas fundamentales para estudiar estos sistemas. En particular la dinámica molecular (MD) consigue que átomos y moléculas interactúen por un período de tiempo, permitiendo una visualización del movimiento de las partículas. Esta técnica fue concebida dentro de la física teórica y actualmente es ampliamente utilizada en el campo de la biofísica y la ciencia de materiales. La MD resulta ser una herramienta de diseño en nanotecnología, permitiendo predecir el comportamiento molecular de los dispositivos en la nanoescala. Por medio de MD nos proponemos estudiar la interacción del H con nanoestructuras de C y Pd. Nos interesa estudiar la interacción de moléculas de hidrógeno H2 con nanotubos, y nanocontenedores de grafeno. Calcular parámetros importantes para la descripción del gas como distribuciones de energías y velocidades. Valores medios, rms, más probables, y determinar la presión dentro de los nanocontenedores. Evaluar el stress de la nanoestructura de C y su reactividad química. Se propone estudiar procesos de hidruración en nanocables y nanopartículas de Pd, calcular isotermas de absorción de H para distintos radios, temperaturas. Analizar efectos de segregación de H y propiedades mecánicas. Se pretende además la implementación de cálculos de MD en Zr, NiAlH, y metano almacenado en nanoestructuras de C.