Nanoestruturas formadas por redes orgânicas covalentes

by Lino, Maurisan Alves

Neste trabalho, aplicamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) para investigar propriedades eletrônicas e estruturais de redes orgânicas covalentes (COF's). Essas estruturas foram recentemente obtidas experimentalmente, e representam uma nova classe de nanoestruturas porosas compostas apenas por elementos leves (átomos de  H, C, B e O). A rede covalente define uma estrutura tipo grafite com poros de tamanhos entre 15-30 A. Mostramos que as energias de gap desses materiais dependem das moléculas que funcionam como as unidades básicas para formar a rede.  Investigamos  também a estabilidade energética de nanotubos e fullerenos baseados nesses compostos. Os nanotubos são obtidos pelo dobramento de folhas de COF's, e a estabilidade deles é determinada pela comparação de suas energias de strain com nanotubos baseados em outros elementos, tais como carbono, GaS e GaSe, e com energias de superfície de fitas de COF's. Além disso, mostramos que um fullereno baseado em COF, com diâmetro em torno de 40 A, pode também ser estável. Empregamos a implementação SIESTA do DFT, a qual faz uso de pseudopotenciais e uma base composta de pseudo orbitais atômicos de alcance limitado.