Pasivación de Nanopartículas Metálicas con distintos Agentes Orgánicos

J. A. OLMOS ASAR; M. LUDUEÑA; M. M. MARISCAL

Rosario

Encuentro; V Encuentro de Física y Química de Superficies; 2011

La síntesis y caracterización de nanopartículas (NPs) metálicas es un área de intenso estudio, debido a las amplias aplicaciones que las mismas poseen en ramas muy variadas, como la bio-medicina, la catálisis y la óptica, entre otras. Una de las características principales de los sistemas nanoscópicos, es que sus propiedades dependen tanto del tamaño como de la forma de los mismos. Es por esta razón que se persigue cada vez más la obtención de métodos de síntesis controlados y reproducibles. Una de las formas de obtener tamaños de NPs metálicas monodispersos, es la inclusión de moléculas pasivantes en la vía de síntesis. La adsorción de estas moléculas, generalmente orgánicas, protege a las partículas metálicas, y además les conferiere propiedades que son características del pasivante utilizado y de la concentración del mismo. En bio-medicina, por ejemplo, la adsorción de oligonucleótidos permite la generación de sensores específicos y reconocedores. Los cálculos teóricos pueden hacer grandes aportes en la búsqueda del entendimiento de los procesos de adsorción de moléculas sobre las nanopartículas metálicas, de las conformaciones y las propiedades de los sistemas obtenidos, y podrían ayudar en la mejora de los procesos de síntesis. Los cálculos realizados bajo el formalismo de la mecánica cuántica son los más confiables y exactos. Sin embargo, los sistemas que pueden simularse con estos métodos son de unos cientos de átomos. Los cálculos clásicos permiten simular sistemas de tamaño real, y durante un tiempo de simulación prolongado. Sin embargo, los potenciales semiempíricos existentes para estudiar las interacciones molécula-metal son de a pares, y no logran describir de manera correcta la complejidad de ciertos enlaces covalentes. En el presente trabajo comparamos las estructuras obtenidas al pasivar NPs metálicas con moléculas orgánicas desde una perspectiva teórica, analizando sitios y energías de adsorción. La metodología utilizada fue la técnica de Dinámica Molecular, y para la descripción de los enlaces metal-adsorbato se desarrolló un nuevo potencial semiempírico basado en cálculos bajo el formalismo del Funcional de la Densidad. La principal característica de dicho potencial es que depende de los órdenes de enlace de los átomos que participan en la interacción, y permite describir el enlace de forma más realista. Los resultados obtenidos muestran que el potencial desarrollado logra reproducir y predecir las estructuras experimentales. Las conformaciones de los sistemas simulados fueron comparadas con imágenes reales de STEM.