Adsorción de indol sobre Grafito Pirolítico Altamente Orientado

DANNA VILLCA CENTELLAS; LUCÍA BERNARDITA AVALLE; MARIANA ISABEL ROJAS

Río IV

Encuentro; XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados (Nano 2022); 2022

La superficie de grafito pirolítico altamente orientado (HOPG) es un mono-cristal de carbono con amplias regiones de terrazas y algunos escalones. Mediante microscopía de efecto túnel (STM) es posible observar la disposición de los átomos de C, formando una red tipo panal de abeja. La cantidad de defectos superficiales en las terrazas se puede estimar mediante microscopía Raman, la cantidad de escalones funcionalizados se estima a partir de la capacidad de la doble capa medida por espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS). Si bien, la cantidad de defectos dependen de la superficie en cuestión, se sabe que tanto los defectos superficiales como los escalones se encuentran en baja proporción [1].En este trabajo se estudia la adsorción de indol sobre HOPG mediante medidas de pulso a circuito abierto, registrando la adsorción espontánea de indol sobre HOPG, mediante transitorios de corriente/potencial. Durante el experimento se realizaron inyecciones periódicas en la celda para incrementar la concentración en el intervalo [0;2.0] μM, observando un aumento de cubrimiento con la concentración. Para obtener información a escala atómica se realizaron simulaciones atomísticas de primeros principios en la interface electrodo / solución, estudiando la adsorción de indol sobre terrazas, defectos superficiales y escalones funcionalizados presentes en la superficie de HOPG. Entre los más comunes se encuentra el defecto Stone – Wales (5-7-7-5) que surge de procesos de ruptura y reconstrucción del plano basal. Los resultados dan información útil de la energía de adsorción de indol en los diferentes sitios y diferentes posiciones. Se estudió la interacción entre moléculas adsorbidas. La adsorción preferencial ocurre sobre escalones con borde arm-chair. Estos poseen una distribución más desordenada de grupos hidroxilos que favorece la interacción con la molécula de indol. Finalmente, se simuló el cubrimiento máximo de la superficie en función de la concentración en solución. La información obtenida de la adsorción de indol sobre HOPG resulta de importancia tecnológica para mejorar el diseño de (bio)sensores más eficientes.REFERENCIAS Gomez, C.G.; Linarez Pérez, O.E.; Avalle, L.B.; Rojas, M.I. Journal of Electroanalytical Chemistry 898 (2021) 115621.