Estudio teórico de la adsorción y detección de CO y NO en siligeno funcionalizado con Cu, Ag y Au.

Abstract

La detección eficiente y selectiva de gases contaminantes, como el monóxido de carbono (CO) y el monóxido de nitrógeno (NO), es fundamental para la seguridad ambiental, el control de emisiones y la salud pública. Sin embargo, los sensores convencionales presentan limitaciones en sensibilidad, selectividad y condiciones de operación. En este contexto, los nanomateriales bidimensionales (2D) destacan debido a su alta relación superficie-volumen y la posibilidad de ajustar sus propiedades electrónicas mediante funcionalización. En este trabajo, se evalúa el desempeño del siligeno decorado con metales de transición (Cu, A) como nanomaterial sensor para CO y NO. Mediante cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT), se llevaron a cabo optimizaciones geométricas considerando la energía de adsorción, la transferencia de carga y las modificaciones electrónicas inducidas por la interacción de los gases. Los resultados indican que la superficie prístina presenta interacciones débiles con las moléculas de CO y NO (~0.29 y 0.58 eV, respectivamente), mientras que la incorporación de Cu incrementa significativamente la afinidad adsorbente, alcanzando energías de adsorción de 1.28 eV para CO y 1.37 eV para NO. Estos hallazgos demuestran que la funcionalización del siligeno mejora notablemente su respuesta hacia moléculas tóxicas, consolidando su potencial para aplicaciones en sensores ambientales e industriales.

Keywords: Monocapas; DFT; siligeno