بررسی ترمودینامیکی برهمکنش تتریل با نانو ساختار فولرن (C24)

Abstract

ددر این مطالعه برهمکنش ماده انفجاری تتریل با فولرن 24 کربنه خالص و همچنین فولرن تلقیح شده با سیلیسیم و ژرمانیوم به صورت محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا ساختار فولرن های معمولی و تلقیح شده، تتریل و مشتقات به دست آمده از برهمکنش میان ماده انفجاری و نانو ساختار در دو پیکربندی متفاوت، مورد بهینه سازی هندسی قرار گرفت. سپس محاسبات IR و Frontier molecular orbital بر روی ساختار های بهینه شده صورت گرفت. مقادیر انرژی جذب شیمیایی، تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔGint)، تغییرات آنتالپی (ΔHint) و ثابت تعادل ترمودینامیکی(Kth) نشان دادند که فرآیند جذب شیمیایی تتریل بر روی سطح فولرن خالص و همچنین نانو ساختار های تلقیح شده با سیلیسیم و ژرمانیوم خوبخودی، گرما زا و برگشت ناپذیر بوده و از لحاظ تجربی امکان پذیر می‌باشد. مقادیر ظرفیت گرمایی ویژه (Cv)، فواصل پیوند N-O و C-N، و چگالی مشتقات تتریل با نانو ساختار ها حکایت از آن داشتند که حساسیت تتریل نسبت به حرارت پس از جذب شدن بر روی سطح فولرن به مراتب کاهش پیدا کرده و در عین حال سرعت و فشار انفجار و قدرت تخریبی آن افزایش چشم گیری داشته است. پارامترهای اوربیتال های مولکولی مانند گپ انرژی، الکتروفیلیسیته، سختی و پتانسیل شیمیایی نیز مورد بررسی قرار گرفتند و نتایج نشان دادند که هدایت الکتریکی تتریل بعد از برهمکنش با فولرن کاهش چشم گیری پیدا کرده و از فولرن می‌توان به عنوان یک ماده الکتروفعال در ساخت حسگر های الکتروشیمیایی برای اندازه گیری تتریل استفاده نمود.