Diseño, preparación y caracterización de superficies de carbono modificadas con moléculas dendríticas

FARIAS, ELIANA D; JULIETA I PAEZ; STRUMIA, MIRIAM C; BARUZZI, ANA M; PASSEGGI, MARIO C. G (H); BRUNETTI, VERÓNICA

Carlos Paz

Encuentro; Nanocordoba 2012; 2012

La nanotecnología permite el diseño a medida y la manipulación de materiales a escala nanométrica, obteniéndose sistemas con propiedades físicas, químicas o biológicas novedosas y con importantes aplicaciones. La funcionalización de un sustrato utilizando moléculas de estructura tipo dendrítica ha demostrado ser una herramienta útil y eficaz para la obtención de materiales multifuncionalizados y multirramificados, otorgando al material nuevas propiedades como hidrofilicidad, adhesión, biocompatibilidad, etc., dependiendo de los grupos funcionales expuestos sobre la superficie. Desde su aparición, los dendrímeros han captado la atención debido a sus propiedades tan particulares. Poseen una arquitectura controlada dada por un corazón y ramificaciones que le confieren el tamaño, la forma y la multiplicidad, y numerosos grupos funcionales terminales capaces de interaccionar con el entorno. Los dendrones, unidades estructurales de un dendrímero, también pueden ser empleados para la modificación química de un sustrato, manteniendo a su vez el efecto dendrítico deseado con menor esfuerzo sintético. Los polímeros hiperramificados, a pesar de tener una estructura menos controlada que los dendrímeros, aún son capaces de presentar efecto dendrítico y tienen la ventaja de que pueden ser sintetizados con mayor facilidad. Por ello, el empleo de moléculas dendríticas inmovilizadas sobre superficies de carbono presenta una excelente oportunidad para crear una amplia variedad de arquitecturas poliméricas, que dependiendo de la naturaleza del grupo funcional periférico y la naturaleza del esqueleto, pueden resultar adecuadas ya sea como plantillas, como soportes de biomolécula o simplemente como capa bioreactiva para un analito, en particular en el desarrollo de sensores. En este trabajo se muestra la funcionalización de superficies de carbono (HOPG-GC) con moléculas dendríticas, particularmente los dendrones de primera y segunda generación del ácido-3,5-dinitrobenzoico (G1-NO2 y G2-NO2), el dendrón de primera generación del ácido-3,5-diaminobenzoico (G1-NH2) y un poliéster hiperramificado alifático basado en el ácido-2,2-bis(metilol)propiónico (Boltorn H30). Mediante la incubación de sustratos de carbono en soluciones de las correspondientes moléculas dendríticas, se obtienen en cada caso películas de espesor nanométrico y estructura definida para tiempos de incubación cortos. Se analiza el efecto del grupo funcional periférico (-NO2 / -OH / -NH2) y la naturaleza alifática o aromática propia del esqueleto de la molécula en la arquitectura resultante. Las superficies modificadas se evaluaron mediante técnicas nanoscópicas (microscopía de fuerza atómica) y electroquímicas (voltametría cíclica, espectroscopía de impedancia electroquímica). La optimización en la preparación de estos materiales híbridos abre un campo de estudio provechoso que reúne los conocimientos de las ciencias de materiales, superficies y electroquímica, útiles para el desarrollo de diferentes dispositivos de interés práctico, en este sentido en el caso de modificar carbono vítreo con grupos periféricos-NO2, se obtuvo una plataforma reactiva para la cuantificación de tioles.