Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this thesis the behavior of functionalized carbon nanotubes via chemical and physical
adsorption and estrural deformation is studied through ab initio calculations based
on the DFT formalism, using the SIESTA program. First, we evaluated the behavior
of CNTs functionalized with COOH group and it was observed that their position on
different sublattices modifies the Carbon nanotube electronic properties, besides the
fact that the electronic nature of a semiconductor CNT can be modulated from the
concentration of carboxylation. The behavior of armchair CNTs radially deformed
was evaluated and it was observed that by the limit of the radial deformation, the
electronic character of the nanotubes were keeped as metallic, although the interaction
between the walls increases as the deformation increases. The elastic constant
values of deformed CNTs with more than one wall indicates the contribution of each
individual nanotube constituting the system in its structural and elastic properties. The
vibrational frequencies calculated reflect the effect of deformation of the CNTs, as the
deformation increases, its frequency decreases. We evaluated the synergistic effect
of chemical functionalization of CNTs deformed with the COOH group. For the external
functionalization process, more curved region promotes the carboxylation process,
whilst for the internal, the COOH group remains confined and does not bind covalently
to its wall. Finally, we evaluated the physical adsorption of lithium in deformed CNTs
with two layers. Both between the layers, like its exterior, lithium donates charge to
the nanotube, not changing its electronic character. The adsorption process of lithium
between the walls of deformed CNT is more efficient than on its exterior, in particular
for radially deformed configurations. / Nesta tese é estudado o comportamento de nanotubos de carbono funcionalizados
via adsorção química e física e deformação estrutural através de cálculos ab initio
baseados no formalismo da DFT, utilizando o programa SIESTA. Primeiramente,
avaliou-se o comportamento de NTCs funcionalizados com o grupo COOH e observouse
que sua posição nas diferentes subredes do nanotubo modifica as propriedades
eletrônicas destes, além do fato do caráter eletrônico de um NTC semicondutor poder
ser modulado a partir da concentração da carboxilação. O comportamento de NTCs
armchair radialmente deformados foi avaliado e observou-se que até o limite da deformação
radial, o caráter eletrônico dos nanotubos se mantém metálico, apesar da
interação entre as paredes se mostrar cada vez maior à medida que a deformação aumenta.
Os valores para a constante elástica de NTCs deformados com mais de uma
parede indicam a contribuição individual de cada nanotubo que constitui o sistema
em suas propriedades estruturais e elásticas. As frequências vibracionais calculadas
refletem o efeito da deformação nos SWNTs, à medida que a deformação aumenta,
suas frequências diminuem. Avaliou-se o efeito sinergístico da funcionalização química
de NTCs deformados com o grupo COOH. No processo de funcionalização
externa, a região mais curva favorece o processo de carboxilação, enquanto que na
interna, o grupo COOH se mantém confinado e não se liga covalentemente à sua
parede. Por fim, avaliou-se a adsorção física de átomos de lítio em NTCs com duas
camadas deformados. Tanto entre as camadas, como em seu exterior, o lítio doa
carga para o nanotubo, não mudando seu caráter eletrônico. O processo de adsorção
do lítio entre as paredes do NTC deformado se mostrou mais eficiente do que
em seu exterior, em especial para as configurações radialmente deformadas.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3925 |
| Date | 29 August 2014 |
| Creators | Lara, Ivi Valentini |
| Contributors | Fagan, Solange Binotto, Moreira, Eduardo Ceretta, Carneiro, Marciano Alves, Bulhões, Luis Otavio de Sousa, Dorneles, Lucio Strazzabosco |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Física, UFSM, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100500000006, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, aac673d1-e8e6-45b3-ba1e-6f0c87632887, 95f40b83-cd42-48fa-bbfb-7bf211a2b326, ff2740c7-0abc-4fd2-b390-6d2433b42c73, 06ae4c18-e51d-446d-9732-301377671f7e, 77b28e72-d24b-48dd-805a-dac831382383, ee79854a-d4d5-4cee-89f7-0b7147c57496 |
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