Novas estruturas moleculares : um estudo baseado na Teoria do Funcional da Densidade

Abstract

Neste trabalho, investigamos sistematicamente as propriedades estruturais, eletrônicas e de absorção óptica dos isômeros de adamantano de nitreto de boro (BN) (BxN10−x, com x = 4, 5 ou 6), usando os métodos DFT e TD-DFT. Esses isômeros foram construídos substituindo os átomos de carbono da molécula de adamantano por átomos de boro e nitrogênio, mantendo todos os isômeros em configuração eletrônica de camada fechada. As nanoestruturas otimizadas indicam que estes isômeros de BN-adamantano apresentam boa estabilidade e o estudo atual indica que esses novos isômeros têm uma absorção excelente na região do UV-C, e uma absorção moderada nas regiões do UV-A e UV-B. Essas características permitem que estes novos isômeros de BNadamantano sejam candidatos potenciais para o desenvolvimento de novos dispositivos nano-optoeletrônicos. Além disso, propomos teoricamente um novo tipo de nanobelt de carbono, que chamamos de Penta-belt (derivado da folha de penta-grafeno) com fórmula molecular C36H12. Para referência e comparação, adicionamos um nanobelt de carbono semelhante, C48H24, que foi sintetizado recentemente. Obtivemos, no âmbito da DFT, resultados para diversas propriedades do Penta-belt, tais como propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e termodinâmicas. Esses resultados indicaram que o Penta-belt tem excelente estabilidade eletrônica comparável ao fulereno C60; se comporta como um semicondutor de gap pequeno (≈ 0, 40 eV); absorve a cor azul e emite na cor laranja. Do ponto de vista termodinâmico, pode ser potencialmente sintetizado e a dinâmica molecular quântica revelou que o Penta-belt mantém sua integridade estrutural em temperatura muito elevada (em torno de 3100 K).