مطالعه جذب فیزیکی و شیمیایی برخی مولکولها روی نانولوله های نیترید بور با استفاده از روشهای محاسباتی

در این رساله با استفاده از نظریه تابعیت چگالی ( dft) ماهیت جذب شیمیایی و فیزیکی مولکولهایی نظیر آب، آمونیاک و خوشه های هر کدام از آنها بر روی نانولوله های نیترید بور (bnnt) بررسی شده است و این نتیجه حاصل شد که در نظر گرفتن خوشه های آب و آمونیاک در فرایند جذب اهمیت بسیار زیادی دارد و با افزایش اندازه خوشه، مقدار انرژی جذب افزایش قابل توجهی دارد. برای شناسایی ماهیت بر همکنش های بین مولکولی از نظریه اتمها در مولکول (aim) و آنالیز اوربیتالهای پیوندی طبیعی (nbo) استفاده شده است و نقش نیروهای الکتروستاتیکی و انتقالات بار در جذب مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به حساسیت بالای تانسورهای پوشیدگی شیمیایی (cs) و گرادیان میدان الکتریکی (efg) هسته های درگیر در جذب، به مطالعه ثابتهای nqr و جابجایی شیمیایی nmr در آنها پرداخته شده است که نتایج بدست آمده از آنها همخوانی بسیار نزدیکی با سایر روشهای بکار گرفته شده دارند. در ادامه مکانیسم جذب آمونیاک در هر دو انتهای باز نانولوله بررسی شد و دو مدل پیشنهاد گردید. در بخش دیگر جذب اتمهای هیدروژن بر روی نانولوله های نوع زیگزاگ و دسته صندلی نیترید بور برای دو طول مورد مطالعه قرار گرفت. جذب هیدروژن به صورت تک اتمی و دو اتمی در قالب پنج مدل ارائه شد و این نتیجه حاصل شد که اندازه طول تاثیر زیادی بر میزان انرژی جذب ندارد. همچنین نشان دادیم با استفاده از جابجایی شیمیایی nmr در نانولوله ها، می توانیم طول مناسب نانولوله در محاسبات را تعیین کرد که راهکار بسیار مناسبی برای محاسبات با طول محدود نانولوله می باشد و سرانجام بررسی نانولوله-های دوپ شده با اتمهای کربن و سیلیسیم و جذب مولکولهای آب و مونوکسید کربن بر روی آنها مد نظر قرار گرفته است و مشخص شد که اتمهای اطراف اتم دوپ شده شرایط مناسبی برای جذب سایر مولکولها نسبت به قبل از دوپ شدن پیدا می کنند و می توان با تغییر محیط شیمیایی اطراف یک اتم خاص در نانولوله، چگونگی برهمکنش آن با مولکولهای جذب شونده مورد نظر را کنترل کرد.