Coloides Mesoporosos Fluorescentes Organizados en Multicapas

MARTÍN MIRENDA; MARIANO L. BOSSI; LUCILA P. MÉNDEZ DE LEO; FEDERICO J. WILLIAMS; ALEJANDRO WOLOSIUK

Córdoba

Congreso; XVII congreso de FísicoQuímica y Química Inorgánica; 2011

Asociación Argenitna de FísicoQuímica

Introducción: El uso de trazadores o sondas moleculares (molecular tracers) permite visualizar in situ una gran variedad de procesos químicos, biológicos y físicos. La biológicos o sensores ambientales resultan algunos de los tantos ejemplos. En forma paralela, la inmovilización de moléculas sensoras en entornos responsivos posibilita la generación de arquitecturas con lógica química molecular. A partir de la síntesis de partículas submicrométricas porosas de óxidos inorgánicos es posible obtener una plataforma para desarrollar sistemas químicos integrados con funcionalidad “inteligente” (smart materials). La alta densidad de poros junto con la posibilidad de circunscribir entornos químicos diferenciados en forma de capas sobre partículas coloidales representa una vía atractiva para la generación de sensores avanzados con arquitecturas químicas complejas y altamente organizadas.Objetivos: Controlar la incorporación de moléculas fluorescentes en matrices porosas coloidales de óxidos inorgánicos y evaluar sus propiedades fotoquímicas. Resultados: Se sintetizaron partículas esféricas coloidales de SiO2 con capas porosas empleando bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como porógeno en un medio básico alcóholico.1, 2 Variando la concentración del precursor y la concentración de núcleos de sílice se pudo controlar el espesor de la capa en el rango de decenas de nm al mismo tiempo que se definió la composición química de las paredes porosas mediante la incorporación de grupos orgánicos como tioles durante la cohidrólisis de diferentes alcoxisilanos. Este proceso fue seguido mediante técnicas como TEM, XPS y FTIR. En particular se incorporó Ru(bpy)3 2+ a las paredes porosas y núcleos de SiO2 a partir del complejo tris(2, 2´ - bipiridina) rutenio (Ru(bpy)3Cl2). Medidas de dispersión dinámica de luz (DLS) permiten seguir la síntesis paso a paso de las partículas coloidales. La función de autocorrelación de las partículas muestra un único tiempo de decaimiento, τ. Empleando ajustes por cuadrados mínimos no negativos (NNLS) se verificó que la polidispersión de las partículas se halla en el rango de 10 - 18 %. Se observa un corrimiento en el espectro de fluorescencia de la longitud de onda máxima de absorción del Ru(bpy)3 2+ hacia el azul (ca. 461 nm) cuando se halla inmovilizado en la matriz de SiO2. Por otra parte, tanto la eficiencia cuántica del colorante como la anisotropía de fluorescencia muestran un incremento al ser inmovilizada en el SiO2 (φ = 0.042 vs 0.079, y r ≈ 0.08) confirmando la adsorción del colorante en la matriz del sólido inorgánico poroso.Conclusiones: La cohidrólisis de alcoxisilanos permitió la incorporación de grupos tioles funcionales accesibles en las paredes porosas. Se incorporó un colorante catiónico a la matriz inorgánica de SiO2 durante la síntesis de las partículas porosas submicrométricas que permaneció fuertemente adsorbido.Referencias bibliográficas1. Stöber, W.; Fink, A.; Bohn, E., J. Colloid Interface Sci. 1968, 26, 6269.2. Yano, K.; Fukushima, Y., Chem. Lett. 2005, 34, (6), 780.