Arreglo de nanoelectrodos de oro sobre alúmina porosa: plataforma para el desarrollo de sensores electroquímicos

ANA SOL PEINETTI; GRACIELA A. GONZÁLEZ; FERNANDO BATTAGLINI

Mendoza

Congreso; VII Congreso Argentino de Química Analítica; 2013

Asociación Argentina de Químicos Analíticos

En los últimos años se han presentado un plétora de trabajos sobre la síntesis de partículas de oro de tamaño sub-nanométrico, mostrando nuevas e interesantes propiedades. [1-3] Este tipo de agregados de átomos metálicos implica de 2 a 100 átomos por partícula, también denominadas clusters atómicos o nanoclusters. Estos sistemas han reportado diversas propiedades electrónicas, ópticas, químicas y catalíticas. Estas propiedades difieren de las observadas para nanopartículas de oro, y conducen a diferentes aplicaciones.[3-5] En esta comunicación se presenta la producción de nanoestructuras de clusters atómicos de oro sobre alúmina porosa. Para lograr este objetivo hemos llevado a cabo un procedimiento de electrodeposición que involucra los siguientes pasos: I) la creación de una estructura de óxido nanoporoso, II) El ataque químico de la capa de barrera de óxido y III) la electrodeposición pulsada de oro en los poros. El control de la densidad de corriente del proceso y la ventana de tiempo del experimento permite disminuir las posibilidades de colapso de los clusters de oro en una estructura más grande, de electrodeposición masiva. El tamaño de los clusters atómicos de oro fue determinado por distintas técnicas como espectroscopía UV-VIS, microscopía de fuerza atómica y microscopía de barrido por efecto túnel. El tamaño de las partículas así sintetizadas arrojan un diámetro menor a 1 nm. Los clusters de oro depositados presentan excelentes propiedades electrocatalícas ejemplificadas por el comportamiento reversible observado en la voltametría cíclica de ferrocianuro y en la determinación por voltametría por onda cuadrada de 4-nitrofenol. La superficie puede ser modificada a través de compuestos tiolados que permiten la posterior incorporación de enzimas y otros elementos de reconocimiento. La estrategia desarrollada en este trabajo presenta todas las ventajas de los métodos basados en plantillas (templates), tales como simplicidad, control de tamaño del clúster atómico, y una alta estabilidad frente a la agregación. También, en este caso, debido a la falta de ligandos estabilizantes, estos clústers de oro pueden proporcionar superficies activas no bloqueadas, ejemplificadas aquí en la reducción eficiente de 4-nitrofenol. Para la producción de arreglos de electrodos de tamaño sub-nanométrico, este método tiene la ventaja de ser a la vez simple, autosoportada y rentable en comparación con la litografía de haz de electrones, abriendo nuevas rutas para la fabricación de sensores y catalizadores utilizando una metodología del tipo bottom-up. [1] Rodríguez-Vázquez, M. J.; Vázquez-Vázquez, C.; Rivas, J.; López-Quintela, M. A. Eur. Phys. J. D 52 (2009) 23 [2] Schaaff, T. G.; Knight, G.; Shafigullin, M. N.; Borkman, R. F.; Whetten, R. L. J. Phys. Chem. B 102 (1998) 10643 [3] Heaven, M. W.; Dass, A.; White, P. S.; Holt, K. M.; Murray, R. W.; J. Am. Chem. Soc. 130 (2008) 3754 [4] Negishi, Y.; Takasugi, Y.; Sato, S.; Yao, H.; Kimura, K.; Tsukuda, T. J. Am. Chem. Soc. 126 (2004) 6518 [5] Shibu, E. S.; Habeeb Muhammed, M. A.; Tusukuda, T.; Pradeep, T.; J. Phys. Chem. C 112 (2008) 12168