Estudio de nanopartículas huecas

Abstract

En esta tesis se estudiaron distintos aspectos de nanopart'iculas huecas (NPH) por medio de simulaciones de dinámica molecular. Primero, se analizó su estabilidad térmica, la cual está fuertemente relacionada con dos de sus parametros geométricos: radio externo y espesor. Se observó que bajo algunas combinaciones de parámetros, estas pueden adoptar tres tipos de configuraciones: estable, medio-estable e inestable. Una vez entendido el comportamiento en temperatura, se estudió la capacidad de almacenamiento de hidrógeno en nanopartículas huecas de Pd. Los resultados sugieren que la cavidad puede usarse de manera ventajosa para aumentar las capacidad de almacenamiento de la nanoestructura, siendo capaz de almacenar hidrógeno en forma gaseosa a presiones cercanas a los 7 GPa. Por otra parte, se realizaron ensayos de nanoindentación que muestran que las NPH pueden soportar esfuerzos comparables a los de las nanopartículas convencionales pero con límites elásticos mucho mayores, ambos resultados pueden ser modificados por medio de la geometr´ıa de la nanopartícula hueca. Adicionalmente, por medio de impactos a hipervelocidades con nanoclusters, se observó la resistencia de estas estructuras a mantener su forma esférica, incluso en regímenes donde el nanoproyectil es capaz de perforar la nanopartícula, donde se evidencia auto-reparaci´on ya sea parcial o total. Todos estos escenarios sugieren que las nanopartículas huecas son un material altamente interesante y versátil, cuyo comportamiento difiere completamente de las nanopartículas convencionales