Incremento de la respuesta electroquímica de un nanocepillo de níquel modulada por acción de un campo magnético de baja intensidad

F. MENESES; F. A. GUTIÉRREZ; S. E. URRETA; P. G. BERCOFF; M. C. RODRÍGUEZ

Congreso; XI Congreso Argentino de Química Analítica; 2021

La construcción de superficies funcionales a partir de estructuras nanométricas es un desafío que involucra una amplia variedad de métodos y herramientas en la producción a gran escala de los objetos diseñados, con forma, tamaño y estructura estrechamente controlados. En el diseño de estas estructuras se emplean como componentes activos materiales de dimensiones nanoscópicas con el objetivo de lograr nuevas propiedades o realizar funciones específicas. Existen a la fecha numerosos métodos de producción de nanoestructuras; entre ellos, la electrodeposición ha demostrado ser una vía simple, eficiente y de bajo costo. Adicionalmente, los métodos asistidos por moldes o plantillas para sintetizar nanomateriales ofrecen la ventaja de controlar parámetros geométricos clave como diámetro y longitud (en el caso de tratarse de nanohilos ciíndricos). Además, dependiendo de la arquitectura del molde ordenado, se pueden obtener matrices de nanoestructuras paralelas espaciadas regularmente, sintonizando la distancia de centro a centro deseada. Entre estas nanoestructuras, los nanohilos metálicos (NW) se utilizan ampliamente en dispositivos de detección y electrocatálisis [1,2] debido a su gran relación área-volumen, la versatilidad de la composición ?personalizada? y su excelente conductividad eléctrica. Estas nanoestructuras pueden emplearse para diseñar materiales electródicos cubriendo densamente una superficie con NW desordenados (libres del molde), o bien ser mantenidos dentro de los poros del molde conformando una matriz ordenada que se une al plano del electrodo.En este trabajo se reporta la construcción por electrodeposición de un material electródico a través del empleo de moldes de alúmina obtenida por anodizado en dos pasos [3]. La estructura obtenida está conformada por piezas magnéticas modulares que constituyen una matriz ordenada de nanohilos de níquel (NiNW) unidos perpendicularmente a un sustrato que es una película continua de níquel, la cual se forma cuando todos los poros del molde están cubiertos por el níquel depositado. La estructura adquiere finalmente el aspecto de un nanocepillo. El electrodo nanocepillo de níquel fue caracterizado determinando las propiedades magnéticas y el comportamiento electroquímico empleando como sonda redox Fe(CN)6{4-/3-} y etanol. Los ensayos electroquímicos fueron realizados en presencia y en ausencia de un campo magnético externo uniforme, aplicado perpendicularmente al plano del electrodo. Se encontró que el campo externo afecta fuertemente el comportamiento del sistema, mejorando la transferencia de carga, incluso cuando la magnitud del campo es baja (6 mT). Se efectuaron experimentos de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIE) a 0,200 V y 0,550 V y estudios de espectroscopia de capacitancia electroquímica (ECE) a 0,000 V, donde no se producen procesos faradaicos, y a 0,600 V, valor de potencial óptimo para favorecer los procesos de oxidación. Se demostró que se encuentra incrementada la transferencia de carga en presencia de un campo magnético de baja magnitud aplicado a lo largo del eje de los NiNW, ya que éste influye en el ordenamiento de los NiNW promoviendo un efecto de área electroactiva mayor y como consecuencia del ordenamiento, se establece una superficie más reactiva para la oxidación de las especies redox estudiadas. 1.Loaiza, O.A., Laocharoensuk R., Burdick J., Rodríguez M.C., Pingarrón J.M., Pedrero M. & Wang J. (2007) Angewandte Chemie International Edition, 46, 1508-1511.2.Tettamanti, C.S., Ramírez M.L., Gutierrez F.A., Bercoff P.G., Rivas G.A., Rodríguez M. C. (2018) Microchemical Journal 142, 159?166.3.Meneses F., Gutierrez F.A., Urreta S.E., Bercoff P.G., Rodríguez M.C. (2021) Resultados enviados a publicar