Optimización de la calidad estructural de películas de nanotubos de TiO2 obtenidas por vía electroquímica

O. LINAREZ PÉREZ; M. BROENS; M. LÓPEZ TEIJELO; W. RAMOS CERVANTES

Pucón

Congreso; V Congreso Nacional de Nanotecnología - Pucón 2018; 2018

Universidad Austral de Chile

La síntesis de películas auto-organizadas de nanotubos de TiO2 (NT-TiO2) ha motivado numerosos estudios, ya que por sus propiedades físicas y químicas resultan propicias para ser aplicadas en diversas áreas y sistemas tales como celdas solares, sistemas biomédicos, antifúngicos, sensores de gases, entre otras. Se ha reportado que las características morfológicas de las películas tienen un impacto directo en la eficiencia para tales aplicaciones [1]. El objetivo de este trabajo es la optimización de los parámetros de síntesis de películas de NT-TiO2 con el fin de obtener estructuras con morfología con-trolada. La síntesis de plataformas de NT-TiO2 se llevó a cabo mediante el anodizado electroquímico de sustratos de titanio en un baño electrolítico preparado a base de etilenglicol y H2O, conteniendo NH4F como electrolito. El proceso de formación y crecimiento de las estructuras es producido por dos reacciones: la oxidación anódica del sustrato de titanio que produce la formación y crecimiento de una película de TiO2 sobre su superficie, y la disolución química localizada del óxido debido a la presencia de aniones fluoruro en el baño electrolítico. Con frecuencia, el proceso de disolución química conduce a la ruptura longitudinal de los tubos, lo que repercute de manera significativa sobre la calidad morfológica de las películas ya que los fragmentos de pared generados bloquean la boca de los tubos, limitando así su funcionalidad. Este fenómeno, conocido en bibliografía como ?nanograss?, tiene lugar por la formación de gradientes importantes de iones fluoruro a lo largo de las paredes y dentro de los tubos [2]. Los resultados obtenidos indican que un aumento en la concentración de H2O en el baño electrolítico disminuye significa-tivamente la presencia de nanograss. Sin embargo, altos contenidos de H2O conducen a efectos de tensión superficial que producen la deflexión de los nanotubos durante el proceso de secado, que se aglomeran en pequeños dominios. Este último efecto puede inhibirse empleando un post-tratamiento de secado con CO2 supercrítico [3], con el pro-pósito de minimizar las fuerzas de capilaridad, logrando así una estructura de mayor homogeneidad y calidad.Se agradece el financiamiento del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y UNC, Argentina.Referencias[1] K. Lee, A. Mazare and P. Schmuki, Chem. Rev. 114, 9385 (2014).[2] J. Naduyath, P. Bhargava, S. Mallick, Chem. Phys. Lett. 626, 15 (2015).[3] K. Zhu, T. B. Vinzant, N. R. Neale, A. J. Frank, Nano Lett. 12, 3739 (2007).