Estudio ab initio de nanosensores para co y nh2

Abstract

Ante el aumento de sustancias tóxicas en el ambiente, y como consecuencia de la aparición de nuevos microorganismos y enfermedades, se han venido desarrollando nuevos dispositivos con alta sensibilidad que permiten detectar dichas sustancias; pero desafortunadamente muchos de estos sensores poseen elevados precios, y en muchos casos poca efectividad, razón por la cual actualmente se están liderando intensas investigaciones para desarrollar nuevos materiales sensitivos y nuevas tecnologías. Con la ventaja de la nanotecnología, se pueden crear sensores muy pequeños a nivel micro o nano, que tengan un bajo peso, bajo consumo de potencia, bajo costo, y gran volumen de producción. Como opción se planteó el uso de los nanotubos de carbono como sensores de las moléculas de monóxido de carbono y del radical amino, ya que son prometedores sensores moleculares, con rápido tiempo de respuesta y alta sensibilidad a temperatura ambiente. En ésta investigación se propone un diseño molecular de nanosensores, utilizando como material nanotubos de carbono, de tipo brazo de silla, de quiralidad (6,6) para el CO y (7,7) para el NH2. Las geometrías moleculares y sus propiedades fueron modeladas mediante el uso de la mecánica cuántica, a través de la simulación molecular, utilizando el paquete computacional Gaussian. Para evaluar el nanotubo de carbono como sensor del monóxido de carbono y del grupo radical amino, se examinaron varios fenómenos que se presentan cuando las moléculas son adsorbidas en la superficie del CNT, como son los cambios en estructura, propiedades físicas, químicas, eléctricas entre otras. Estas variaciones se pudieron observar mediante el análisis de energía de enlace, transferencia de carga, potenciales electroestáticos moleculares, densidad de estados y los orbitales moleculares. El presente estudio servirá como punto de partida para posteriores estudios teóricos y experimentales que permitirán la aplicación de éstos dispositivos a nivel de laboratorio