Preparación, caracterización y aplicaciones de nuevos materiales dendronizados

VERONICA BRUNETTI

Congreso; VII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2016

IFIS- Litoral, Universidad Nacional del Litoral-CONICET

Desde su aparición hace ya más detres décadas, losdendrímeros han captado la atención debido a sus propiedades tan particulares.1 Sus unidades monoméricas están diseñadas de talforma que mientras el radio del polímero crece en forma lineal, el número degrupos terminales crece en forma geométrica. Esta particularidad le confiere alos dendrímeros un gradiente radial de propiedades. Estos polímeros presentanintegridad y homogeneidad estructural, una cavidad interna bien definidadisponible para encapsular otra molécula (propiedades endoreceptoras), unacomposición bastante controlada y múltiples y homogéneos grupos terminales activospara una dada reacción de interés (propiedades exoreceptoras). Los dendrones,unidades estructurales de un dendrímero, también pueden ser empleados para lamodificación química de un sustrato manteniendo a su vez el efecto dendríticodeseado con menor esfuerzo sintético. Los polímeros hiperramificados, al ser sintetizados enun solo paso tienen una estructura menos controlada que los dendrímeros, sinembargo aún son capaces de presentar efecto dendrítico. Lassuperficies hiperfuncionalizadas y multi-ramificadas que se obtienen utilizandoestas moléculas dendríticas se denominan superficies dendronizadas.2 Lainmovilización de polímeros dendríticos sobre superficies sólidas permite crearsuperficies estructuradas a nivel de nanoescala con una significativaversatilidad, dada por la elección de la macromolécula que se utiliza comobloque constructivo. La arquitectura estructural de las moléculas dendríticaslas hace ideales para crear nanomateriales activos y nanosistemas con múltiplesaplicaciones. Esta estrategia brinda la posibilidad de diseñar materiales amedida otorgándole nuevas propiedades como hidrofilicidad, adhesión, biocompatibilidad, etc. Poreste motivo, la producción de material dendrítico tiene importantesaplicaciones en campos muy diversos, entre ellos, la liberación controlada defármacos,3 catálisisheterogénea, almacenamiento de información, sensores, etc. En esta presentación se describirá el diseño racional de distintas moléculas dendríticas funcionales, susíntesis, su empleo para la modificación de diferentes superficies inorgánicasy el estudio de las propiedades de los materiales híbridos resultantes. En particular,se mostrarán superficies de oro o carbono modificadas con dendrones, polímeroshiperramificados o nanoestructuras híbridas formadas con metales onanopartículas magnéticas. El objetivo será mostrar cómo se forman estos sistemaspreprogramados, en donde la funcionalidad introducida en cada molécula le otorga,en algunos casos, la capacidad de autoensamblarse de manera controlada ypredecible sobre el sustrato elegido.4Por otra parte, se buscará establecer el efecto que tiene la arquitectura dendríticasobre las características de cada superficie con vistas a aplicacionesparticulares, ya sea como superficies resistente a proteínas5, superficieselectrocatalíticas6 o bien,superficies sensoras para la cuantificación de un analito.7  1.             Tomalia,D. A.; Naylor, A. M.; Goddard, W. A., Starburst Dendrimers: Molecular-LevelControl of Size, Shape, Surface Chemistry, Topology, and Flexibility from Atomsto Macroscopic Matter. Angewandte ChemieInternational Edition in English 1990,29 (2), 138-175.2.             Paez, J. I.; Martinelli, M.;Brunetti, V.; Strumia, M. C., Dendronization: A useful synthetic strategy toprepare multifunctional materials. Polymers2012, 4 (1), 355-395.3.             Brunetti, V.; Bouchet, L. M.;Strumia, M. C., Nanoparticle-cored dendrimers: Functional hybrid nanocompositesas a new platform for drug delivery systems. Nanoscale 2015, 7 (9), 3808-3816.4.             (a) Farias, E. D.; Brunetti, V.;Paez, J. I.; Strumia, M. C.; Passeggi Jr, M. C. G.; Ferron, J., Work functionmaps and surface topography characterization of nitroaromatic-ended dendronfilms on graphite. Microscopy andMicroanalysis 2014, 20 (1), 61-65; (b) Paez, J. I.; Strumia, M. C.; Passeggi Jr, M. C. G.; Ferron,J.; Baruzzi, A. M.; Brunetti, V., Spontaneous adsorption of 3,5-bis(3,5-dinitrobenzoylamino)benzoic acid onto carbon. ElectrochimicaActa 2009, 54 (17), 4192-4197; (c) Paez, J. I.;Cappelletti, A. L.; Baruzzi, A. M.; Brunetti, V.; Strumia, M. C., Preparation,characterization and application of modified surfaces with 3,5-Bis(3,5-dinitrobenzoylamino)benzoic acid. Macromolecular Symposia 2010, 290 (1), 37-45.5.             Paez, J. I.; Brunetti, V.; Strumia,M. C.; Becherer, T.; Solomun, T.; Miguel, J.; Hermanns, C. F.; Calderon, M.;Haag, R., Dendritic polyglycerolamine as a functional antifouling coating ofgold surfaces. Journal of MaterialsChemistry 2012, 22 (37), 19488-19497.6.             Paez, J. I.; Froimowicz, P.;Baruzzi, A. M.; Strumia, M. C.; Brunetti, V., Attachment of an aromaticdendritic macromolecule to gold surfaces. ElectrochemistryCommunications 2008, 10 (4), 541-545.7.             Farias, E. D.; Paez, J. I.;Strumia, M. C.; Baruzzi, A. M.; Passeggi Jr, M. C. G.; Brunetti, V.,Self-assembly of the second-generation of nitroaryl-ended dendrons onto carbon.Electrochimica Acta 2014, 134, 76-83.