ESTUDIO TEÓRICO DE LA MODIFICACIÓN DE NANOTUBOS DEFECTUOSOS CON COBALTO
Resumen
Los nanotubos de carbono (CNT) son materiales muy prometedores desde el punto de vista tecnológico ya que presentan excelentes propiedades electrónicas, mecánicas, físicas y químicas; aquellos obtenidos experimentalmente presentan defectos topológicos formados durante el proceso de síntesis o durante tratamientos posteriores realizados en ellos (como ser: limpieza oxidativa, ultrasonido, etc.). Afortunadamente, estos sitios defectuosos podrían presentar mejor reactividad química que las paredes de los CNT prístinos, mejorando significativamente sus propiedades. Por ejemplo, favorecen la adsorción de átomos y moléculas, generando en el material híbrido nuevas propiedades químicas y físicas. Diversos trabajos teóricos y experimentales han estudiado sistemas de esta índole, pero pocos han realizado un estudio sistemático de modificaciones generadas mediante la adsorción de metales de transición en los sistemas defectuosos de CNT, por lo que con este trabajo se busca contribuir a la investigación de estos materiales híbridos, mediante cálculos de primeros principios en CNT de pared simple defectuosos modificados con Co.
Se han estudiado los sistemas de CNT defectuosos de quiralidad (5,5) y (8,0), a los que posteriormente se les adsorbió un único átomo de Co, explorando diferentes sitios de adsorción, tanto en la pared interna como en la pared externa del CNT. Asimismo, se han analizado en primer lugar los efectos provocados por diferentes tipos de defectos estructurales intrínsecos (monovacancias, Stone-Wales, etc) en los CNT, y posteriormente los cambios producidos debido a las adsorciones de Co. En cada caso se han explorado los posibles reordenamientos atómicos y estudiado las propiedades electrónicas y magnéticas del material resultante. Nuestros resultados muestran que la adsorción de Co en los sistemas defectuosos estudiados es favorable desde el punto de vista de la energética, notándose incluso una preferencia del Co a enlazarse en un sitio defectuoso en vez de en una pared lisa, evidenciándose así su reactividad. A su vez, dichas modificaciones en las propiedades en el material híbrido propuesto no parecen ser dependientes de la quiralidad del nanotubo y habilitan a su vez a pensar en una mejora de la reactividad respecto los sistemas prístinos o sistemas defectuosos del cual preceden, lo cual será analizado en estudios posteriores.
