Ciò che nel mondo dei nanomateriali intelligenti è ampiamente disponibile, altamente simmetrico e poco costoso? Strutture cave in carbonio, a forma di pallone da calcio, chiamati fullereni. Le loro applicazioni spaziano dalla fotosintesi artificiale e dall'ottica non lineare alla produzione di film fotoattivi e nanostrutture. Per renderli ancora più flessibili, i fullereni possono essere combinati con nanostrutture aggiunte. In un nuovo studio pubblicato su EPJ D , Kirill B. Agapev dell'Università ITMO, San Pietroburgo, Russia, e colleghi hanno sviluppato un metodo che può essere utilizzato per future simulazioni di complessi di fullereni e quindi aiutare a comprenderne le caratteristiche.
A causa dell'elevata affinità con l'elettrone e della bassa energia di riarrangiamento, fullereni, e C60 in particolare, tendono a svolgere il ruolo di accettori di elettroni. Polimeri specifici possono quindi trasferire elettroni al nucleo del fullerene C60. Per esempio, il composto donatore-accettore più noto che coinvolge C60 è stato utilizzato nelle celle solari fotoelettriche. In questo studio, gli autori propongono quindi un nuovo modello che mostra variazioni del fullerene C60 (nella sua forma ionica negativa (C60-), forma neutra (C60), e forma ionica caricata positivamente (C60+)) che può essere utilizzata nelle simulazioni di dinamica molecolare. Particolarmente, comprendendo la sua energia, denominata energia potenziale elettrostatica, o pseudopotenziale, che dipende dal livello di correlazione della molecola con i suoi elettroni, può facilitare studi successivi di questi composti complessi.
Agapev e colleghi hanno sviluppato un modello che si basa su densità di carica elettronica calcolate da zero. Facendo la media dell'energia potenziale elettrostatica totale sull'intera sfera della molecola di fullerene e la loro dipendenza dalla distanza dal centro della molecola, gli autori forniscono un modello della diffusione energetica degli elettroni nelle varie forme delle molecole di fullerene. Dimostrano che le correlazioni elettroniche, combinato con la diminuzione della densità elettronica, rendere l'energia potenziale bene per gli elettroni più profonda.
