Estrutura eletrônica e propriedades espectroscópicas de compósitos polianilina/ouro: uma investigação ab initio

Abstract

Este trabalho teve como propósito investigar, com base em métodos teóricos de química quântica a nível ab initio, a possível influência que um número pequeno de átomos de ouro possa ter sobre o espectro de absorção e fluorescência de oligômeros de polianilina. Para tal, fizemos uso do método Hartree-Fock para otimização de geometria do estado fundamental e o método CIS (interação de configuração simples) para otimização do primeiro estado excitado e obtenção do espectro eletrônico. Além de considerarmos diferentes estados de oxidação da polianilina, também variamos o tamanho do aglomerado de ouro (considerando 1, 3 e 5 átomos de ouro) ligado a cada extremidade do oligômero. Além dos espectros de absorção e fluorescência, analisamos também os diagramas de energia e o comportamento da localização espacial dos orbitais moleculares de fronteira. Uma regra geral importante pode ser identificada: qualquer transição observada no espectro do nanocompósito deve corresponder à interação entre dois orbitais moleculares com localização espacial em uma mesma região do sistema Aun-S-polianilina-S-Aun. Observamos também uma tendência em surgirem transições na região do visível quando o oligômero está sob a influência do aglomerado de ouro, o que está de acordo com resultados experimentais (Apêndice A). Realizamos ainda uma breve análise comparando as propriedades ópticas de conformações planas e não planas. Por fim, constatamos que um aglomerado formado apenas por um átomo de ouro já é capaz de estabelecer forte influência no espectro, na localização dos orbitais moleculares de fronteira e nos níveis de energia do oligômero com resultado muito semelhante tanto para tetrâmeros quanto octâmeros