Theoretical study of band alignment in nano-porous ZnO interacting with substituted Phthalocyanines

The aim of this work is the theoretical study of the band alignment between the two components of a hybrid organic-inorganic solar-cell. The working organic molecules are metal tetra-sulphonated phthalocyanines (M-Pc) and the inorganic material is nano-porous ZnO growth in the 001 direction. The theoretical calculations are being made using the density functional theory (DFT) using a GGA functional with the SIESTA code, which projects electron wave functions and density onto a real space grid and uses as basis set a linear combination of numerical, finite-range localized atomic orbitals. We also used the DFT+U method included in the code that allows a semi-empirical inclusion of electronic correlations in the description of electronic spectra for systems such as zinc oxide.

Análisis de las relaciones morfología-propiedades en nanocompuestos basados en matrices de copolímeros de bloque

El objetivo principal de la presente investigación ha sido desarrollar una nueva clase de materiales nanocompuestos orgánicos-inorgánicos basados en la capacidad de los copolímeros de bloque de auto-organizarse promoviendo la dispersión de nanopartículas, así como relacionar las diferentes morfologías obtenidas con las propiedades finales de los nanocompuestos. Para generar la nanoestructuración de estos nanocompuestos basados en copolímeros de bloque, como el poli(estireno-b-isopreno-b-estireno) (SIS) y el poli(estireno-b-butadieno-b-estireno) (SBS) en nanopartículas de plata, se han utilizado los conceptos de compatibilización y confinamiento. Es decir, las nanopartículas inorgánicas se confinaron en una sola fase del copolímero de bloque mediante tratamientos superficiales y su funcionalización física. En particular, se utilizaron surfactantes (el cloruro de tetrametilamonio, TMAC, y el dodecanotiol, DT) para favorecer la interacción entre las nanopartículas inorgánicas y la matriz polimérica. Teniendo en cuenta los cálculos teóricos de los parámetros de solubilidad obtenidos mediante la teoría de Hoftizer-Van Krevelen, y la electronegatividad propia de los diferentes elementos, los dos surfactantes elegidos tienen una muy buena compatibilidad con el bloque de estireno favoreciendo la localización de las nanopartículas de plata en este bloque.

Hydrotalcite intercalated siRNA:computational characterization of the interlayer environment

Using molecular dynamics (MD) simulations, we explore the structural and dynamical properties of siRNA within the intercalated environment of a Mg:Al 2:1 Layered Double Hydroxide (LDH) nanoparticle. An ab initio force field (Condensed-phase Optimized Molecular Potentials for Atomistic Simulation Studies: COMPASS) is used for the MD simulations of the hybrid organic-inorganic systems. The structure, arrangement, mobility, close contacts and hydrogen bonds associated with the intercalated RNA are examined and contrasted with those of the isolated RNA. Computed powder X-ray diffraction patterns are also compared with related LDH-DNA experiments. As a method of probing whether the intercalated environment approximates the crystalline or rather the aqueous state, we explore the stability of the principle parameters (e.g., the major groove width) that differentiate both A- and A'- crystalline forms of siRNA and contrast this with recent findings for the same siRNA simulated in water. We find the crystalline forms remain structurally distinct when intercalated, whereas this is not the case in water. Implications for the stability of hybrid LDH-RNA systems are discussed.