Polyurethane/single wall carbon nanotube/polymethylmethacrylate nanocomposite: PM3 semi-empirical method, Monte Carlo applied

Nanocompuesto de poliuretano/nanotubos de carbono de pared simple/polimetilmetacrilato: Método semiempírico PM3, Monte Carlo aplicado

En primer lugar, este trabajo muestra la reticulación del nanocompuesto Poliuretano/Nanotubo de Carbono de Pared Simple/Polimetil Metacrilato (PU/SWCNT/PMMA) a 298,15K utilizando el método semi-empírico PM3 (Modelo Parametrizado número 3), donde la reacción fue espontánea y endotérmica. El log P indicó un carácter hidrofóbico. Posteriormente, se llevó a cabo la simulación Monte Carlo a 303,15, 313,15 y 323,15K, donde la energía libre de Gibbs y el momento dipolar aumentaron. Sin embargo, las reacciones fueron espontáneas y endotérmicas. El log P tenía carácter hidrofóbico. Además, la entropía disminuyó debido al aumento de las fuerzas intermoleculares en el nanocompuesto. Además, el análisis FTIR presentó frecuencias vibracionales similares, lo que se verificó con la distribución electrónica. Así, este nanocompuesto tendría una excelente estabilidad física y térmica, y no presenta reacciones a disolventes polares como el agua, por lo que podría ser utilizado en el cuerpo humano.

INTRODUCCIÓN

Los nanotubos de carbono (CNT) se descubrieron por primera vez en 1991 y están compuestos estructuralmente por láminas de grafeno enrolladas en forma cilíndrica, formadas por anillos hexagonales de átomos de carbono[1-2]. Hay tres tipos principales de nanotubos: de pared simple (SWCNT), de pared doble (DWCNT) y de pared múltiple (MWCNT), cada uno con diámetros y estructuras diferentes[3-5]. Los SWCNT tienen diámetros de entre 0,5 y 3 nm, los DWCNT de entre 1 y 4 nm, y los MWCNT de entre 3 y 40 nm.

Los CNT han surgido como materiales cruciales en nanotecnología debido a sus excepcionales propiedades térmicas, físicas, químicas, electrónicas y mecánicas[4,6]. Tienen aplicaciones en una amplia gama de campos, como los sistemas de administración de fármacos, los biosensores, la electrónica, la óptica, el procesamiento de polímeros, las baterías de litio, los equipos de rayos X, los músculos artificiales y la detección de células cancerosas[7-8]. La versatilidad de los CNT radica en su capacidad para combinarse con otros materiales, como aleaciones, polímeros, fibras o materiales híbridos[9]. Cuando se incorporan como refuerzos en polímeros, los CNT mejoran significativamente las propiedades mecánicas, eléctricas o térmicas del polímero debido a su dispersión homogénea y a su fuerte adhesión interfacial con la matriz polimérica. Esta mejora supera a menudo la conseguida con los refuerzos tradicionales.