Conceptual design of tetraazaporphyrin- and subtetraazaporphyrin-based functional nanocarbon materials: electronic structures, topologies, optical properties, and methane storage capacities
Notice bibliographique
Résumé
A large variety of conceptual three- and fourfold tetraazaporphyrin- and subtetraazaporphyrin-based functional 3D nanocage and nanobarrel structures have been proposed on the basis of in silico design. The designed structures differ in their sizes, topology, porosity, and conjugation properties. The stability of nanocages of Oh symmetry and nanobarrels of D4h symmetry was revealed on the basis of DFT and MD calculations, whereas their optical properties were assessed using a TDDFT approach and a long-range corrected LC-wPBE exchange-correlation functional. It was shown that the electronic structures and vertical excitation energies of the functional nanocage and nanobarrel structures could be easily tuned via their size, topology, and the presence of bridging sp(3) carbon atoms. TDDFT calculations suggest significantly lower excitation energies in fully conjugated nanocages and nanobarrels compared with systems with bridging sp(3) carbon fragments. Based on DFT and TDDFT calculations, the optical properties of the new materials can rival those of known quantum dots and are superior to those of monomeric phthalocyanines and their analogues. The methane gas adsorption properties of the new nanostructures and nanotubes generated by conversion from nanobarrels were studied using an MD simulation approach. The ability to store large quantities of methane (106-216 cm(3) (STP) cm(-3)) was observed in all cases with several compounds being close to or exceeding the DOE target of 180 cm(3) (STP) cm(-3) for material-based methane storage at a pressure of 3.5 MPa and room temperature.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».