Multicaracterización microscópica de sistemas grafenoides

G. I. LACCONI; N. BAJALES LUNA; L. A. PÉREZ

La Falda

Congreso; 5° Congreso Argentino de Microscopía SAMIC; 2018

SAMIC

Los métodos de caracterización por microscopías de alta resolución han impactado fuertemente en el desarrollo de materiales de interés nanotecnológico, ya que contribuyen a diseñar y controlar la morfología de una superficie hasta el nivel nanoscópico, para dotar al material de nuevos atributos. En efecto, la resolución lateral y vertical inferior a la distancia típica entre átomos (0.2 Å), la capacidad instrumental para el barrido de superficies recorriendo la muestra distancias que varían entre una micra y unos pocos angstroms, y la versatilidad para funcionar en diversas condiciones ambientales (vacío, líquido, celda electroquímica, aire, alta presión, bajas temperaturas), son algunas de las características más relevantes de las microscopías de sonda (SPM) y de campo cercano (SNOM), dos técnicas sofisticadas que, sumadas a las microscopíaselectrónicas, permiten explorar novedosas configuraciones útiles para comprender las propiedades exhibidas en la macroescala.Los materiales basados en grafeno han evidenciado propiedades superlativas en combinación con otros compuestos para potenciar o, incluso, imprimir, nuevas propiedades no sólo para el desarrollo de dispositivos opto-electrónicos, sino también en el área de nanomedicina con la generación de implantes biocompatibles más eficaces. Entre los factores más importantes que determinarán el rol de estos materiales grafenoides en las aplicaciones se encuentran el espesor,el tamaño, la rugosidad, el material de soporte. Por ello, la caracterización mediante una adecuada combinación de microscopías de alta resolución permite abordar un estudio exhaustivo sobre el diseño de nuevos materiales multifuncionales.En este trabajo se muestran resultados de multicaracterización microscópica en sistemas grafenoides para distintas aplicaciones. Los sistemas consisten en recubrimientos de óxido de grafeno y óxido de grafeno reducido, soportados en distintos sustratos (vidrio, polímeros, Si, SiOx). El espesor de los recubrimientos es variable y funcional a la potencial aplicabilidad. Así, sehan obtenido láminas de espesores micrométricos en base a óxido de grafeno (GO), como así también una distribución regular de hasta algunas decenas de capas de GO. En el primer caso, la morfología y rugosidad de los recubrimientos se caracterizaron por FEG-SEM, mientras que el espesor se determinó por AFM. Asímismo, para el caso de láminas delgadas, la distribución de tamaños, número de capas y morfología se caracterizó por FEG-SEM y AFM. La energía deirradiación electrónica se modificó entre 1 y 3 keV, mientras que las mediciones de AFM se llevaron a cabo en modo intermitente, a temperatura ambiente y en aire. Mediante microscopía confocal y espectroscopía Raman, se monitoreó el cambio de naturaleza química como efecto de la irradiación (electrónica y con láser a distintas potencias) sobre el óxido de grafeno. Estas mediciones se combinaron con AFM para explorar cambios de espesores en las láminas de GO(gruesas y delgadas, sobre distintos soportes), compatibles con un proceso de reducción de GO. La exploración del cambio de conductividad en las regiones irradiadas, atribuibles a la reducción de las láminas de GO (gruesa y delgada) se realizó mediante microscopía de campo cercano, evidenciando un marcado contraste entre la región de GO y la región de GO irradiado, dando cuenta de un cambio en la naturaleza química del GO.