Póster: Estudio de la adsorción molecular de monocapas auto-ensambladas de L-cisteína sobre superficies de monocristales de Au(111) y Au(100) mediante XPS y STM

FRANCO, V.G.; PASSEGGI (H), M.C.G.; CRISTINA, L.J.; RUANO, G.

Montevideo (Uruguay), 20-22 Noviembre

Otro; VIII Reunión Nacional de Sólidos-Argentina y 1er Encuentro Bi-Nacional de Sólidos-Uruguay; 2019

Dr. Ricardo Faccio, Facultad de Ingeniería, Universidad de la República

La funcionalización de superficies metálicas mediante moléculas orgánicas y la fabricación de arquitecturas supramoleculares presentan un número creciente de aplicaciones en varios campos como electrónica, óptica y biotecnología. El desarrollo y optimización de dispositivos demandan una exhaustiva comprensión de las propiedades químicas y físicas de la interface orgánica/inorgánica, y del proceso de autoensamblado. Las superficies bioactivas adquirieron notable relevancia estimulando la investigación de aminoácidos, péptidos, proteínas y cadenas de ADN. Las monocapas auto-ensambladas (SAM´s) de aminoácidos, las biomoléculas más simples, recibieron especial atención debido a la posibilidad de abordar, a un nivel razonablemente manejable de complejidad, cuestiones desafiantes como la influencia de la multifuncionalidad en las propiedades de auto-ensamblado y quiralidad en sistemas bidimensionales. Entre los 20 aminoácidos esenciales, la L-cisteína (H2N-CH(CH2SH)-COOH), que tiene un grupo de cabeza tiol, merece un interés particular como enlazante de biomoléculas más grandes y como sensor químico de iones metálicos. En este trabajo se estudió la formación de SAM´s de moléculas de L-cisteína sobre superficies no reconstruidas de monocristales de Au(001) y Au(111) con el fin de esclarecer el rol de las diferentes caras cristalográficas en los mecanismos de adsorción molecular. Se investigó la influencia de la naturaleza química de este aminoácido y las interacciones intermoleculares (van der Waals e hidrofóbicas) durante el proceso de auto-organización, su polimerización, y estabilidad química y térmica en las superficies de oro. La adsorción de moléculas se realizó por inmersión de los sustratos ("dipping") en soluciones de cisteína analizando ciertos parámetros como: solvente, concentración, tiempo de incubación y luz. Mediante microscopia de efecto túnel (STM) en aire se examinó la estructura molecular, el orden, y la reconstrucción que induce el proceso de quimisorción y/o fisisorción de estas moléculas en los sustratos, identificando los sitios de adsorción preferenciales. Utilizando espectroscopia de fotoemisión de rayos X (XPS) se evaluó la calidad y composición química de las SAM´s identificando los grupos funcionales involucrados en la formación de la película, y se determinó el cubrimiento superficial de saturación. Las asignaciones de las componentes de los espectros de XPS se contrastaron con los resultados obtenidos con STM para las mismas condiciones. Además, se estudió la estabilidad de las SAM´s en función del tiempo y la temperatura, y la interconversión de especies que permanecen fisisorbidas en la interface SAM-sustrato. Se estimó la temperatura a la cual las moléculas se descomponen en las superficies por ruptura de enlaces covalentes de sus grupos funcionales. Finalmente, se examinó la formación del enlace peptídico (-CO-NH-) entre los grupos -NH2 y -COOH de moléculas adyacentes de SAM´s de L-cisteína, siguiendo los cambios en la energía de enlace (BE) de sus señales XPS en función de la temperatura.Expuso: PASSEGGI, M.C.G. (h); RUANO, G.