SUPERFICIES DE Au NANOESTRUCTURADAS COMO PLATAFORMAS DE ALTA ESTABILIDAD PARA DISPOSITIVOS BASADOS EN MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS DE ALCANOTIOLES

EMILIANO CORTÉS; ALDO A. RUBERT; G. BENITEZ; P. CARRO; M.E. VELA; R. C. SALVAREZZA

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y química Inorgánica; 2009

AAIFQ

Las monocapas autoensambladas (SAMs) en superficies sólidas son un elemento clave para muchas aplicaciones prometedoras en el amplio campo de las nanociencias y la nanotecnología. Las SAMs de tioles en superficies metálicas son las más estudiadas porque pueden ser sencillamente preparadas en fase líquida o gaseosa generando capas orgánicas de alta calidad cuyas propiedades, tales como espesor y funcionalidad, pueden ser fácilmente modificadas. Sin embargo, la principal limitación de estos sistemas reside en la oxidación del enlace S-Au cuando las moléculas están expuestas al aire o en solución. Numerosos estudios relacionados a la estabilidad de las SAMs de alcanotioles sobre superficies de Au se han realizado, sin que hasta el momento se hayan encontrado condiciones bajo las cuales las monocapas se tornen estables frente a los procesos de degradación en distintos ambientes de exposición. En este trabajo se muestra que las superficies de Au nanoestructuradas presentan mayor resistencia a la oxidación e incremento en la estabilidad electroquímica frente a la desorción de las SAMs de alcanotioles en comparación a sustratos de Au policristalino con orientación preferencial (111), POAu. Las SAMs de nonanotiol sobre estos sustratos porosos formados por granos de pequeño tamaño (10-20 nm) resisten más de 6 semanas sin degradación significativa bajo condiciones bruscas de exposición.En contraste, los sustratos POAu pierden aproximadamente el 50% de la SAM en sólo 2 semanas. Además, los sustratos de oro nanoestructurado presentan mayor estabilidad electroquímica frente la desorción reductiva de tioles aumentando de esta forma el rango de estabilidad de sensores y biosensores basados en dispositivos generados por autoensamblado molecular. Mediante el seguimiento en el tiempo de las SAMs de nonanotiol sobre ambos sustratos por XPS, es posible sugerir que la formación de especies disulfuro es la principal vía de degradación en los sustratos POAu, no observándose cambios a lo largo del tiempo en los espectros correspondientes a los sustratos nanoestructurados de Au. El aumento de la estabilidad en estos sustratos porosos puede estar relacionado con la presencia de un gran número de defectos tales como adátomos, vacancias y escalones donde la adsorción de tioles es más fuerte que en las terrazas de los sustratos con orientación preferencial (111). Las ventajas de estas plataformas nanoestructurados son evidentes, ya que presentan alta resistencia contra la oxidación de SAMs de alcanotioles, aumento de la estabilidad electroquímica, actividad SERS y alta relación señal/ruido para la detección amperométrica.