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Modelamiento y simulación molecular utilizando paquetes computacionales como instrumento de cálculo de diferentes propiedades energéticas y eléctricas para la predicción del comportamiento de diferentes clases de moléculas

Resumen

El objeto de esta investigación es predecir el comportamiento a partir de las propiedades energéticas y eléctricas, utilizando los cálculos de la estructura electrónica de las moléculas. Teniendo en cuenta para esto, el modelamiento y la simulación molecular como una herramienta para investigaciones y aplicaciones a esta escala. Haciendo uso de paquetes computacionales que incluyen para sus cálculos las leyes de la mecánica quántica. El software de calculo utilizado para este trabajo fue Gaussian 03, pudiendo visualizar los resultados usando Gaussian View , organizados en figuras que suministran la información requerida para el posterior análisis. Este trabajo fue realizado como parte del convenio Universidad Texas A&M-UIS, a través del cual se tuvo acceso a tecnología de punta en relación a esta investigación, utilizando para esto los equipos y software disponibles en la Universidad Texas A&M. En esta investigación se calcularon diferentes propiedades como energía total, orbitales moleculares, cargas parciales y potencial electrostático molecular, con el fin de predecir la reactividad de las moléculas estudiadas, la capacidad de conducción, el efecto producido por la presencia de un grupo químico en otra molécula, la energía que aporta un átomo o molécula a una reacción; logrando así, predecir el comportamiento de un material determinado antes de producirlo en el laboratorio. Durante este trabajo se estudiaron moléculas para la creación de circuitos quimiotrónicos, utilizados para el ensamblamiento de nanochips, nanosensores y nanotrasmisores respectivamente, escogiendo para esto moléculas metálicas oro, moléculas semiconductoras sílice, grupos electronegativos para polarizar NH2 y NO2 , moléculas orgánicas benceno, Finalmente, se realizó una aplicación en la industria de los circuitos quimiotrónicos, analizando el efecto generado por el ambiente al actuar como sustrato sobre el funcionamiento de un dispositivo electrostático de tipo orgánico 1,2 dietineteno, cuyo estudio era requerido para los trabajos que se estaban ejecutando en el grupo de investigación. La conclusión más importante obtenida de las aplicaciones realizadas es que la conductividad del sistema aumenta con la deslocalización de los orbitales, y con la disminución de la distancia del orbital molecular al nivel de Fermi además que al adicionar grupos electronegativos que polarizaban la molécula se disminuía la capacidad conductora del material.