Nanocables de semiconductores y metálicos: Caracterización de Pristine D _{5h 1) -C 90 y D 5d 1) -C 100}

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Química Física

Sus antecedentes:

• El aislamiento de los fullerenos tubulares de una sola molécula más grandes que C90 y los nanotubos de carbono de pared única (SWNT) prístinos sigue siendo un desafío significativo.
• La baja abundancia (< 0,01-0,5%) y los numerosos isómeros estructurales de los fullerenos superiores en los extractos dificultan su purificación y caracterización.
• Los avances recientes han introducido nuevos protocolos de aislamiento para los fullerenos altamente tubulares, llamados fullertubos.

Objetivo del estudio:

• Caracterización espectroscópica de los miembros purificados de la familia [5,5] de los fullertubos, específicamente D5h-C90 y D5d-C100.
• Investigar computacionalmente las propiedades electrónicas de estos tubos de relleno utilizando la teoría funcional de la densidad (DFT).
• Determinar el carácter potencialmente semiconductor o metálico de estas nuevas estructuras de carbono.

Principales métodos:

• Caracterización espectroscópica mediante RMN, XPS y espectroscopia Raman del 13C.
• Análisis computacional que incluye cálculos DFT para brechas HOMO-LUMO, polarizabilidad y mapas de densidad de electrones.
• Aislamiento y purificación de los miembros de la familia de los tubos [5,5].

Principales resultados:

• Los datos espectroscópicos (Raman y RMN 13C) indican propiedades semiconductoras para D5h-C90.
• Los datos espectroscópicos sugieren propiedades metálicas para D5d-C100.
• Los cálculos de DFT proporcionaron información sobre las estructuras y propiedades electrónicas.

Conclusiones:

• Los tubos de relleno cortos [5,5] con relaciones de aspecto de aproximadamente 1,5-2 exhiben características metálicas.
• Estos tubos de relleno metálicos poseen el potencial para propiedades electrónicas únicas.
• El estudio contribuye a la comprensión y al aislamiento de los nanomateriales de carbono prístinos.