Encapsulamento de β-caroteno em nanotubos de nitreto de boro de parede simples : um estudo teórico

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2015.O presente trabalho foi motivado pelo sucesso de pesquisas atuais relacionadas à adição de corantes orgânicos nanocristalinos como sensibilizadores em células fotovoltaicas. Sabe-se que o β-caroteno é um corante orgânico natural que, ao absorver luz, exibe o fenômeno da fotoluminescência. Sendo assim, é de interesse investigar se tal molécula funciona como um bom sensor para indicar funcionalização química de nanotubos, em geral. Seguindo essa tendência, esse trabalho aplica Modelagem Molecular e apresenta simulações de dinâmica molecular e resultados baseados no funcional densidade Tight-Binding para descrever o encapsulamento do β-caroteno em nanotubos de nitreto de boro de camada única (SWBNNT). Os resultados dessas dinâmicas mostram que as moléculas de β-caroteno sofrem deformações geométricas quando encapsuladas, com mudanças significativas em sua estrutura eletrônica. Num segundo momento, investigam-se possíveis mudanças ocorridas na densidade de estados (DOS) após o processo de encapsulamento. Finalmente, comparam-se os resultados obtidos a partir das técnicas aqui empregadas com os resultados de investigações anteriores para nanotubos de carbono.This work was motivated by the sucesso f current research related to the addition of organic dyes as sensitizers in nanocrystalline photovoltaic cells. It is known that β-carotene is a natural organic dye, the light absorbing displays the photoluminescence phenomenon. It is therefore of interest to investigate whether this molecule function as an optical sensor to indicate chemical functionalization of nanotubes in general. Following this trend, this work applies. Molecular Modeling and presents molecular dynamics simulations and results based on functional Tight-Bindind density to describe the encapsulation of β-carotene in single-layer boron nitride nanotubes (SWBNNT). The results of these dynamics show that the molecules of β-carotene suffer geometric deformations when encapsulated, with significant changes in its electronic structure. Secondly, we investigate possible changes in the density of states (DOS) after the encapsulation process. Finally, if we compare the results obtained from the techniques. Employed here in with the results of previous investigations to carbon nanotubes