Preparación de materiales compósitos basados en películas nanotubulares de TiO2

A. MANGIAROTTI; J. M. GUZMÁN; O. E. LINAREZ PÉREZ

Carlos Paz, Cordoba

Encuentro; 2da Reunión NanoCórdoba 2012; 2012

En la última década, las nanoestructuras auto-organizadas de diferentes óxidos y semiconductores han recibido considerable atención debido a que estos materiales poseen un potencial uso tecnológico. Se ha demostrado que la anodización de titanio en electrolitos conteniendo iones fluoruro es la vía de fabricación de arreglos altamente ordenados de nanotubos con propiedades excepcionales. En este trabajo se estudian la síntesis, morfología y propiedades eléctricas de sistemas nanotubulares de TiO2, como así también su uso como material base en la generación de materiales compósitos con nanopartículas metálicas. Las películas auto-organizadas de nanotubos de TiO2 se prepararon por medio de anodizado empleando electrolitos no acuosos y sus propiedades morfológicas y estructurales se analizaron tanto con técnicas microscópicas (FE-SEM) como electroquímicas (EIE). A partir del análisis de las micrografías FE-SEM, se obtuvo la dependencia de los parámetros geométricos (diámetro medio, longitud, relación de aspecto, densidad de los tubos y fracción de superficie cubierta por poros) con diversos parámetros experimentales (potencial aplicado, temperatura, tiempo de anodizado y composición del baño electrolítico). Complementariamente, se estudiaron las propiedades eléctricas de las películas nanotubulares de TiO2 mediante EIE. Se aplicó el modelo de “pit pasivo” para describir la interfase Ti/TiO2 nanotubular/electrolito y se obtuvieron resultados que se correlacionan con las propiedades morfológicas de las películas analizadas previamente por FE-SEM. Para generar las superficies compósitas, se analizaron diversas vias de electrodeposición metálica sobre las películas de nanotubos de TiO2. Se utilizó cobre como material a depositar por medio de técnicas de control de corriente. La morfología de los materiales obtenidos se estudió por SEM y sus propiedades eléctricas fueron analizadas por técnicas electroquímicas. A partir de los resultados electroquímicos obtenidos empleando sondas redox se puede decir que las superficies compósitas generadas por la deposición cobre sobre las películas de nanotubos de TiO2 presentan mayor conducción electrónica. Para que exista dicha conducción es necesario que los cristales de cobre superficiales se encuentren conectados con la superficie subyascente de titanio. Esto hace suponer que durante el proceso de deposición metálica se generan cables de cobre a través de la película de TiO2, ya sea dentro de los tubos o en zonas preferenciales donde la película se encuentra fracturada. De esta manera, sería posible obtener superficies que poseen una distribución uniforme de tamaño y ubicación de cristales metálicos. Esta disposición espacial guarda cierta analogía con arreglos de microelectrodos, por lo cual dichos sustratos podrían ser empleadas para diversas aplicaciones.