DESEMPEÑO SELECTIVO EN LA DETECCIÓN DEL GAS N₂O MEDIANTE NANOCÁPSULA B₁₂N₁₂ MODIFICADA CON Y: UN ENFOQUE DFT

Autores/as

  • Wellington da Conceição Lobato do Nascimento Universidad Federal de Maranhão - UFMA
  • Natanael de Sousa Sousa Universidad Federal de Maranhão - UFMA
  • Francivaldo Santos da Silva Universidad Federal de Maranhão - UFMA
  • Felipe Anderson Silva de Aquino Instituto Federal de Maranhão - IFMA
  • Adeilton Pereira Maciel Universidad Federal de Rio Grande do Norte - UFRN

DOI:

https://doi.org/10.66104/zrwxm372

Palabras clave:

Nanocaja B₁₂N₁₂, adsorción, N2O, sensor

Resumen

La emisión de óxido nitroso (N₂O) representa un serio desafío ambiental debido a su contribución a la destrucción de la capa de ozono. En este trabajo, se realizaron cálculos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad con corrección de dispersión (DFT-D3), utilizando el funcional B3LYP y el conjunto de base LanL2DZ, para investigar la adsorción de N₂O en nanocajas de B₁₂N₁₂ puras y modificadas con itrio (Y).

Se analizaron los parámetros geométricos, electrónicos y energéticos, así como la sensibilidad electrónica de los sistemas frente a la adsorción del gas. La nanocaja Y@B66 presentó la mayor variación del gap de energía (ΔEgap = 38,7%), indicando una alta sensibilidad al N₂O. Los resultados energéticos revelan que el N₂O se adsorbe físicamente en la B₁₂N₁₂ pura (Eads = -0,16 eV), mientras que interactúa de forma moderada con la nanocaja Y@B66 (Eads = -1,07 eV), mostrando un tiempo de recuperación adecuado (τ = 120,54 s).

Además, el sistema Y@B66 demostró buena selectividad frente a gases interferentes (H₂, CH₄ y CO). Estos resultados indican que la nanocaja Y@B66 es un material prometedor para su aplicación como sensor selectivo de N₂O.

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Biografía del autor/a

  • Wellington da Conceição Lobato do Nascimento, Universidad Federal de Maranhão - UFMA

    Licenciatura en Química Industrial por la UFMA (2013), posgrado en Metodología de la Enseñanza en Matemáticas y Química por la Facultad de Ciencias, Letras y Teología – FACITEL (2015). Maestría en Química por la UFMA (2022) y doctorando en Química en el Doctorado Asociado UFMA-IFMA (2023). Tiene experiencia en el área de Química, con énfasis en Fisicoquímica y Tecnologías. Trabaja principalmente en los siguientes temas: catálisis, química computacional (DFT - PM6 - QM/MM MD) y sensores.

  • Natanael de Sousa Sousa, Universidad Federal de Maranhão - UFMA

    Doctor en Química (2025) por la Universidad Federal de Maranhão (UFMA), con experiencia en Química Teórica y Química Cuántica Computacional. Posee licenciatura en Química (2011) por la Universidad Estatal de Maranhão (UEMA), especialización en Docencia de la Educación Superior (2013) por la Facultad Santa Fé, y grado en Análisis y Desarrollo de Sistemas (2022) por la Facultad Estácio.

    Actualmente se desempeña como Perito Oficial en Ciencias Forenses en el Instituto de Criminalística de São Luís, Maranhão (ICRIM), donde es jefe del Departamento de Informática Forense. También es profesor en la Secretaría de Estado de Educación (SEDUC-MA) y en la Academia Integrada de Seguridad Pública (AISP/SSP-MA).

    Tiene experiencia en Química Computacional, Electroquímica y Enseñanza de la Química, desarrollando investigaciones sobre reacciones de reducción de oxígeno, sensores electroquímicos basados en nanomateriales, adsorción de gases y biomoléculas mediante DFT, y tecnologías educativas aplicadas a la enseñanza de la Química. También actúa en las áreas de Informática Forense y análisis forense de voz, con énfasis en el examen de evidencias digitales y la comparación forense de voz.

  • Francivaldo Santos da Silva, Universidad Federal de Maranhão - UFMA

    Graduado en Química Industrial por la UFMA (2004). Posee una Maestría en Química por la Universidad Federal de Maranhão (2018), donde realizó un estudio teórico de la interacción de la hidrazina con complejos tetraazamacrocíclicos. Tiene experiencia en el área de Química, con énfasis en química computacional. Actualmente desarrolla un doctorado en química cuántica computacional, en el que amplía el estudio de las interacciones entre nanocajas modificadas y moléculas orgánicas.

  • Felipe Anderson Silva de Aquino, Instituto Federal de Maranhão - IFMA

    Posee graduación en Ingeniería Civil, en Ciencia y Tecnología y en Química Industrial por la UFMA. Cuenta con especialización en Análisis de Riesgos Ambientales por PROMINP/UFMA y Maestría en Ingeniería de Materiales por el IFMA.

    Se desempeña profesionalmente como profesor de Ingeniería Civil (Estructuras, Materiales de Construcción, Proyectos e Instalaciones), Química (General, Inorgánica, Orgánica, Bioquímica, Ciencia de los Materiales y Metalurgia), Procesos Químicos, Seguridad Laboral (Higiene y Seguridad, Análisis de Riesgos) y Medio Ambiente (Evaluación de Impactos Ambientales). Desarrolla investigaciones en las áreas de síntesis de compuestos orgánicos, materiales de construcción, concreto y estructuras metálicas, refuerzo estructural con PRFC, patologías de estructuras, procesos de fabricación de metales, análisis termomecánico y torsión en metales, procesos de adsorción de derivados del petróleo con arcillas, análisis de riesgos ambientales, evaluación de impactos ambientales, residuos sólidos y reutilización de materiales.

     
  • Adeilton Pereira Maciel, Universidad Federal de Rio Grande do Norte - UFRN

    Químico Industrial y Magíster en Química por la UFPB, Doctor en Química por la UFSCar. Profesor Titular de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte. Tiene experiencia en el área de Química, con énfasis en Fisicoquímica Orgánica y Tecnología. Trabaja principalmente en los siguientes temas: catálisis, biotecnología, desarrollo de productos y procesos, enseñanza y formación de profesores.

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Publicado

2026-05-10

Número

Vol. 13 Núm. 09 (2026): REMUNOM - ISSN 2178-6925

Sección

Artigos

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Derechos de autor 2026 Wellington da Conceicao Lobato do Nascimento, Natanael de Sousa Sousa, Francivaldo Santos da Silva, Felipe Anderson Silva de Aquino, Adeilton Pereira Maciel

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