Dinámica molecular en nanoestructuras

Abstract

La nanotecnología molecular 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. Estamos hablando de manipular hidrógeno en nanotecnología. 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 basada en potenciales clásicos resulta muy útil debido que, al ser un método semiempírico, permite computar hasta miles de átomos, labor que partiendo desde técnicas que involucren primeros principios resulta de un excesivo costo computacional. Por medio de la dinámica molecular nos proponemos estudiar la interacción del H con nanoestructuras de C y Pd. Nos interesa estudiar la interacción de moléculas de hidrógeno H2 en estado gaseoso con placas, nanotubos, y nanocontenedores de grafeno. Calcular parámetros importantes para la descripción del gas como la energía, la velocidad cuadrática media de sus moléculas, y la presión para varias temperaturas. Evaluar cómo se comporta la nanoestructura de C, calcular su tensor de tensiones atómico y en qué condiciones reaccionan químicamente los átomos de C con el H2. Nos proponemos estudiar procesos de hidruración en nanocables y nanopartículas de Pd, calcular isotermas de absorción de H para distintos radios, temperaturas, y estados de tensión. Analizar efectos de segregación de H y propiedades mecánicas Como logro de máxima nos interesa diseñar y caracterizar un nanoelectrodo para la detección de H, empleando un nanotubo de C con una nanopartícula de Pd a modo tapón en uno de sus extremos.