Aplikazio fotokimikoak dituzten nanopartikula metalikoen eta polimero eroaleen arteko interakzioaren azterketa

Abstract

Erronka energetiko eta klimatikoari aurre egiteko ikerkuntza lerro asko ireki dira, hauetako bat fotosintesi artifiziala izanik. Ikerketa esparru honetan, azken urteetan nanopartikula metalikoz eta polimeroz osatutako sistema hibridoak oso ikertuak izaten ari dira. Sistema hauetan, core-ko gainazala eta polimeroaren arteko elkarrekintza sendoak eman behar dira, ingurune kimiko desberdinetan partikulen agregazioa ekiditeko. Lan honetan, Au nanopartikula core batez eta PTEBS polimeroz osatutako sistema hibridoa ikertu da kimika konputazionaleko tresnak erabiliz, hain zuzen, bi osagai hauen arteko interakzioaren natura aztertzeko asmoz. Polimeroaren bi isomero aztertu dira, cis eta trans konformaziokoak hurrenez hurren. Gure kalkuluen arabera, trans konformazioa egonkorragoa dela ikusi da, Au-S eta Au-O loturak emateko erraztasun handiagoa duelako. Horretaz gain, tiofeno eraztunen planaritatea hobesten da, p sistema konjokatuaren deslokalizazioa emanez, band-gap-a txikituz eta elkarrekintza sendotuz. Elkarrekintzaren naturari dagokionez, polimeroaren tiofeno taldeko S atomoak Au gainazalarekin lotura kobalenteak sortzen dituela ikusi da, sulfonato taldeko O atomoak nagusiki elektrostatikoki elkarrekintza egiten duen bitartean, NBO analisiaren arabera. Elkarrekintza sendo hauek, molekula elektroemaileen interakzioa zuzentzen dute fotokatalizatzaile plasmonikoarekin.