Preparación y caracterización química y física de películas de baja dimensionalidad basadas en carbono para distintas aplicaciones

BAJALES NOELIA; BERCOFF PAULA; LACCONI GABRIELA

Cordoba

Encuentro; Nanocordoba 2014; 2014

El estudio de sistemas nanodimensionados basados en el carbono, tales como el grafito, grafeno y sus respectivos oxidos, ha adquirido gran importancia en los ultimos anioos, no solo por sus novedosas propiedades fısicas y qu´ımicas, sino tambi´en por sus potenciales aplicaciones en diversos campos de la ciencia y la tecnologıa. Entre los ejemplos de actual relevancia se encuentran las plataformas robustas de diferentes materiales con recubrimientos de partıculas de oxidos de grafito y grafeno para estudiar la adsorcion de moleculas biologicas (aminoacidos, peptidos,etc.). Estos sistemas pueden adquirir distintas configuraciones, siendo la formacion de pelıculas delgadas de gran interes por ejemplo, en el area de la medicina, ya que en algunas publicaciones se ha reportado que los distintos alotropos del carbono presentan una fuerte citotoxicidad hacia las bacterias, bajo ciertas condiciones de concentracion e incubacion . De esta manera, se ha demostrado que las propiedades fısico-quımicas de los nanomateriales basados en el grafeno, tales como el contenido de distintos grupos funcionales, su dimension y conductividad electrica y termica, pueden ser sintonizadas para impactar positivamente en la solucion de distintos problemas relacionados a la salud, contaminacion ambiental, etc.En este trabajo se presentan resultados sobre la preparacion y caracterizacion quımica y fısica de pelıculas de baja dimensionalidad basadas en el carbono (grafito, oxido de grafito y ´oxido de grafeno), depositadas sobre polipropileno y silicio monocristalino. Las superficies de los sustratos elegidos tienen caracterısticas muy diferentes en cuanto a su rugosidad, estructura y grado de hidrofilicidad. El recubrimiento de estos sustratos se realiza empleando decapado ionico (vıa seca) e inmersion en dispersiones (vıa humeda) bajo distintas condiciones. La caracterizacion vibracional de los distintos sistemas empleados se realiza mediante espectroscopıa Raman, conocida como una importante herramienta para establecer la identificacion quımica de los materiales carbonosos. La caracterizacion estructural y morfologica se lleva a cabo por microscopıa optica confocal, AFM (en modo intermitente) y FE-SEM.Las imagenes obtenidas por las distintas microscopıas evidencian la formacion de un deposito de laminas delgadas y planas (grafeno y oxido de grafeno) y una distribucion con distintos grados de uniformidad de partıculas tridimensionales (grafito y oxido de grafito), dependiente de las condiciones empleadas. Observamos que en el deposito por vıa humeda, la adhesion y recubrimiento depende de la concentracion de la dispersion de partıculas,mientras que la deposicion en seco es mayormente uniforme e independiente de las caracterısticas del sustrato. En la zona de primer orden de los espectros Raman se identifican las bandas G, cuyos anchos e intensidades absolutas y relativas dan cuenta del orden vs desorden en la estructura cristalina de Csp2 y Csp3, respectivamente. Asimismo, las contribuciones a la banda 2D en la zona de segundo orden permiten caracterizar la naturaleza y espesor de los sistemas empleados (grafito, grafeno, oxido de grafeno). El impacto de los recubrimientos de los distintos sistemas preparados en la actividad antibacteriana es evaluado empleando la bacteria Escherichia coli. La proyeccion de los resultados conduce al dise?no de materiales con recubierta de carbono como una pelıcula protectora, biocompatible para su empleo en biomedicina, alimentos, ambiente, purificacion de agua, etc.