Electrogeneración de películas ultradelgadas de melanina: nanoestructura, electrocatalisis, magnetismo y fotorespuesta

A. GONZÁLEZ ORIVEA; P. DIP; Y. GIMENO; P. CARRO; A. HERNÁNDEZ CREUS; P. C. SCHILARDI; G. BENÍTEZ; L. ANDRINI; F.G. REQUEJO; R.C. SALVAREZA

Lleida, Cataluña

Otro; Reunión del grupo de electroquímica de la RSEQ; 2007

Universitat de Lleida

Las melaninas constituyen una importante clase de biopolímeros que están presentes en diferentes regiones dentro de los organismos vivos1. Hemos preparado películas ultradelgadas y nanoestructuradas de melanina sobre Au(111) por medio de un método electroquímico potencioestático2. La formación de las películas tiene lugar tras la inmersión de un electrodo de Au en disolución de melanina en 0.1 M de NaOH por aplicación de -1.0 V (vs ECS). Las imágenes de STM de alta resolución en las primeras etapas muestran que las unidades más pequeñas presentes en la película, de entre 5 y 8 nm de ancho por entre 0.3 y 0.4 nm de altura, forman, por un proceso de autoensamblado electroquímico, agrupaciones ordenadas que siguen aproximadamente la topografía del Au(111). Estas películas han sido caracterizadas por STM, AFM y MFM complementadas por espectroscopía Auger, IR, XANES y técnicas electroquímicas3. Dos tipos de nanoestructuras están presentes en el film: nanoparticulas de melanina y nanopartículas de Fe3O4. Las nanoparticulas de melanina contienen Fe enlazado a grupos fenólicos en una configuración octaédrica similar a la que se ha encontrado para el Fe2O3. El conjunto inorgánico-orgánico exhibe propiedades magnéticas y cataliza la electrorreducción de peróxido de hidrógeno en soluciones electrolíticas alcalinas y neutras. La actividad electrocatalítica depende del Fe enlazado a la melanina y parece ser similar a la encontrada en algunas porfirinas de Fe. Las propiedades magnéticas parecen estar principalmente relacionadas con las nanopartículas de Fe3O4 incluidas en la matriz orgánica. Además, hemos podido constatar, en este tipo de películas, un significativo aumento de la corriente túnel (con la posición de la punta fijada), inmediatamente después de que éstas fuesen irradiadas4,5 con un flash comercial de luz blanca de baja intensidad de emisión. Estas experiencias fueron llevadas a cabo tanto en modo corriente constante como en modo altura constante y haciendo uso de valores, para las ganancias integral y proporcional, que variaron entre casi cero y relativamente altos. Después de cada pulso de luz tiene lugar un aumento más que notable en la corriente túnel que depende fuertemente de la naturaleza del sustrato, de la extensión del film y, sobre todo, del signo del bias aplicado.     1Prota, G., Melanins and Melanogenesis, 1992, Academic Press, San Diego, USA . 2Díaz, P.; Gimeno, Y.; Carro, P.; González, S.; Schilardi, P.; Benítez, G.; Salvarezza, R.C.; Hernández Creus, A., Langmuir, 2005, 21 (13), 5924. 3González Orive, A.; Dip, P.; Gimeno, Y.; Díaz, P.; Carro, P.; Hernández Creus, A.; Benítez, G.; Schilardi, P. L.; Andrini, L.; Requejo, F. and Salvarezza R. C., Chemistry A European Journal, 2007, 13 (2), 473-482. 4K. Murakoshi, T. Kitamura, Y. Nakato, Phys. Chem. Chem. Phys., 2001, 3, 4572-4577. 5H. Möltgen and K. Kleinermanns, Phys. Chem. Chem. Phys., 2003, 5, 2643-2647.