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Título : Estudio de Métodos de Física Computacional y su Aplicación en Nanotecnología
Autor : Vacacela Gómez, Cristian Isaac
Director(es): Cazar Ramírez, Robert
Tribunal (Tesis): Cazar Ramírez, Dennis
Palabras claves : NANOTECNOLOGÍA;MÉTODOS DE FÍSICA COMPUTACIONAL [Estudio];APLICACIONES DE NANOTECNOLOGÍA;CÁLCULOS CUANTO - MECÁNICOS
Fecha de publicación : 26-jul-2013
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Vacacela Gómez, Cristian Isaac. (2013). Estudio de Métodos de Física Computacional y su Aplicación en Nanotecnología. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFC;86T00011
Abstract : In the present work, computational physics methods and their application in nanotechnology are studied, specifically these tools were used to explore the genesis of Pyrogallol[4]arenes and the interaction of molecular hydrogen (H2) with rccc Methyl-Pyg[4]arenes functionalized with Li+, Na+ and Mg2+ cations, this investigation was carried out by quantum-mechanical calculations applying DFT (i.e., Density Functional Theory) at the B3LYP and B97D level of theory and two sets of basis functions 6-311G(d,p) and 6-311++G(d,p). In the first phase of the investigation the kinetic factors of R-Pyg[4]Ar (R = methyl and phenyl) self-assembly were evaluated in simplified models (i.e., dimers), studying the rotational bond by a 360° turn and every 20° the energies of each conformational isomer were obtained. In the second phase, the stability of the cations inside the methyl-Pyg[4]Ar cavity was analyzed, as well as the optimal position of H2 in the functionalized complex. Once the equilibrium geometry was obtained, the binding energy (BE) was calculated for each complex. The results show: in the first phase the convergence with the experimental data and in the second phase that the Mg-Methyl-Pyg[4]Ar is a potential nanostructure for H2 storage. It was also observed that the B97D functional is the best level of theory to refine the conventional DFT calculations.
Resumen : En el presente trabajo se estudia los métodos de física computacional y su aplicación en nanotecnología, específicamente se empleó estas herramientas para explorar la génesis de los Pirogalol[4]arenos y la interacción del hidrógeno molecular (H2) con rccc Metil-Pyg[4]arenos funcionalizado con cationes Li+, Na+ y Mg2+, esta investigación se realizo mediante cálculos cuanto-mecánicos aplicando la DFT (i.e., Density Functional Theory) a nivel de teoría B3LYP y B97D y dos conjuntos de funciones base 6-311G(d,p) y 6-311++G(d,p). En la primera fase de la investigación se evaluó los factores cinéticos del auto-ensamblaje del R-Pyg[4]Ar (R = metil y fenil) en modelos simplificados (i.e., dímeros), estudiando el enlace de rotación mediante un giro de 360° y cada 20° se obtuvo las energías de cada isómero conformacional. En la segunda fase se analizó, la estabilidad de los cationes dentro de la cavidad del Metil-Pyg[4]Ar, y también la posición óptima del H2 en el complejo funcionalizado. Obtenida la geometría de equilibrio, la energía de amarre (EA) fue calculada para cada complejo. Los resultados muestran: en la primera fase la convergencia con los datos experimentales y en la segunda que el Mg-Metil-Pyg[4]Ar es una potencial nanoestructura para el almacenamiento del H2. También se observó que el funcional B97D es el mejor nivel de teoría para refinar los cálculos de la DFT convencional.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/2632
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