Síntesis de nanoalambres de Cu-Ni-Au y Cu-Ni-Co para la modificación de transductores electroquímicos

MARCELA C. RODRIGUEZ; YAMILE JALIT; MARÍA CECILIA ADARO; PAULA BERCOFF

Buanos Aires

Congreso; 2do Congreso Argentino de Microscopía SAMIC 2012; 2012

Sociedad Argentina de Microscopía

La síntesis empleando moldes (template-guided synthesis) es un elegante método químico para la fabricación de nanoestructuras, en particular, para diferentes tipos de nanoalambres. Puede ser considerada una alternativa a los métodos de litografía convencional. Es posible obtener arreglos de nanoalambres rellenando un molde poroso que contiene un gran número de huecos cilíndricos, con una estrecha distribución de tamaños. El procedimiento de llenado del molde ocurre en solución por deposición electroquímica u otro método químico, por ejemplo, reacciones de polimerización o por inyección a alta presión de un material fundido. Los moldes más ampliamente difundidos son las películas de aluminio anodizado y las membranas mesoporosas. Entre las múltiples aplicaciones de nanoestructuras obtenidas a partir de moldes se encuentran el desarrollo de nuevos materiales para discos magnéticos, diseño de sensores magnéticos basados en el efecto de magnetorresistencia gigante, filtros ópticos anisotrópicos, obtención de nanomáquinas y nanomotores con funciones específicas y biosensores [1-3]. En este trabajo se sintetizaron nanoalambres de Cu-Ni-Au y Cu-Ni-Co por métodos electroquímicos, empleando como molde una membrana de óxido de aluminio, con poros de 200 nm de diámetro. Los parámetros inherentes a la síntesis electroquímica fueron optimizados para obtener  nanoalambres compuestos de tres segmentos consecutivos. La síntesis se realizó a potencial controlado para cada elemento (ECu= -0,2 V; ENi=-1,2V, EAu=-1,0 V y ECo=-1,1 V vs. Ag/AgCl) de modo de obtener un valor de carga de deposición igual para cada metal. En las Figuras 1a y 2a se muestran imágenes de electrones secundarios de los nanoalambres de Cu-Ni-Au y Cu-Ni-Co, respectivamente, mientras que las Figuras 1b y 2b corresponden a las mismas tomas con electrones retrodispersados. Pueden observarse con claridad los tres segmentos que componen cada nanoestructura, además de la distinta morfología superficial que se obtiene, según el componente fundamental de cada segmento. Si bien la síntesis de los nanoalambres fue realizada hasta alcanzar el mismo valor de carga (10 C) en cada segmento, la longitud de deposición depende de la naturaleza del metal, observándose para el segmento de Cu una longitud mayor en relación con los demás metales a pesar del bajo potencial empleado para la deposición. En estas condiciones experimentales la longitud total de cada nanoalambre obtenido es de aproximadamente 5 - 6 mm, mientras que el diámetro medio es de 200 nm. Se estudió la aplicación de los nanoalambres de Cu-Ni-Au y Cu-Ni-Co sintetizados a través del empleo de moldes en la modificación de transductores electroquímicos de pasta de grafito (gCPE).  Se evaluó la respuesta voltamperométrica y amperométrica de las plataformas obtenidas (Cu-Ni-Au-gCPE y Cu-Ni-Co-gCPE) en presencia de analitos de interés como peróxido de hidrógeno y ácido ascórbico, para el desarrollo de biosensores electroquímicos. Se encontró que la respuesta electroquímica de los analitos estudiados sobre las plataformas modificadas (Cu-Ni-Au-gCPE y Cu-Ni-Co-gCPE) se ve favorecida por la presencia de las nanoestructuras sintetizadas con respecto a la respuesta observada sobre el transductor sin modificar (gCPE). Estas observaciones abren las puertas para el diseño de biosensores electroquímicos enzimáticos basados en enzimas oxidasas como moléculas de biorreconocimiento.