ANÁLISIS DE LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DEL Fe3O4

Resumen

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.

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).