Investigaciones recientes indican que los límites físicos de miniaturización para los transistores convencionales se encontrarán antes de lo esperado y a una escala mayor que la predicha. La electrónica molecular representa una alternativa, en ella se utilizan moléculas como reemplazo para los dispositivos convencionales, en forma de nanoestructuras de baja dimensionalidad tales como nanoalambres y nanotubos que son unas de las mas importantes en electrónica molecular. Sin embargo, un gran problema de los nanoalambres es la pérdida de su estabilidad con el adelgazamiento; por ello, el incremento de estabilidad estructural de nanoalambres es crucial para su aplicación. Uno de los métodos de incremento de la estabilidad de los nanoalambres es su incorporación dentro de nanotubos de carbón. No obstante, este método es solamente aplicable para nanoalambres de metales cuyo punto de fusión es mas bajo que la temperatura de transformación de los nanotubos de carbón. Recientemente, nuestro grupo de investigación se ha enfocado en el estudio de las propiedades electrónicas de polímeros conjugados, así como en el estudio de la estructura electrónica de moléculas conjugadas de gran tamaño. Entre los complejos estudiados se encuentran complejos de oligotiofenos cíclicos. Los complejos se forman fácilmente y tienen energías de interacción de hasta 50 kcal/mol, formando estructuras columnares; nanotubos unidos por interaciones intermoleculares. La pared interna de nanotubo esta formada por atomos de azufre, el elemento que tiene alta afinidad a los metales de transición tardíos. Los diámetros de la cavidad interna de oligotiofenos cíclicos con 6, 7 y 8 unidades repetitivas es de 2.22, 2.13 y 4.00 Å respectivamente. Por otro lado, radios de Van der Waals de metales de transición tardios tales como Au, Ag, Pt son de 3.22, 3.44 y 3.5 Å, significando que un oligotiofeno cíclico con 8 unidades repetitivas (C8) es adecuado para formar complejos de inclusión con atomos de metales antes mencionados. La hipótesis principal del proyecto es que los complejos de inclusión de C8 con atomos metálicos son capaces de autoensamblarse similar a macrociclos individuales para formar nanoestructuras donde los atomos metalicos formarían nanoalambres atrapados dentro de un nanotubo. El objetivo general es el estudio del proceso de formación de nanoalambres dentro de nanotubos autoensamblados y sus propiedades estructurales y electrónicos, utilizando herramientas de química computacional y estimación de viabilidad de este acercamento al problema de estabilidad de nanoalambres. La teoría de los funcionales de la densidad será utilizada para el estudio de las propiedades de nanoalambres dendro de nanotubos autoensamblados. Se utilizará el funcional M06, el cual ha mostrado dar excelentes resultados para la determinación de interacciones intermoleculares y es adecuado para estudiar las propiedades electrónicas de complejos orgánicos, además, describe acertadamente la estructura electrónica de metales de transición. Se estimará la energía de interacción entre macrociclos en un nanotubo, se estimarán las energias de interacción entre un macrociclo y átomos de metales (Au, Pt, Ag). Se estudiarán parámetros estructurales y energeticos de los nanotubos con atomos de metales incorporados y se comparará la geometría de nanoalambres con la de cumulos metálicos mas estables que contienen el mismo numero de átomos.

El proyecto ofrece un nuevo acercamento al problema de estabilidad de nanoalambres, un punto muy importante para el progreso en el área de electrónica molecular.