INVESTIGADORES
LUQUE Guillermina Leticia
congresos y reuniones científicas
Título:
FUNCIONALIZACIÓN DE SUPERFICIES DE CARBONO Y ORO CON SALES DE DIAZONIO: ESTUDIO EXPERIMENTAL Y TEÓRICO
Autor/es:
JAVIER LUQUE DI SALVO; GUILLERMINA L. LUQUE; NANCY F. FERREYRA
Reunión:
Congreso; XIX Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2015
Resumen:
En el marco de la funcionalización superficial a escalas macro y nanométricas,
las sales de diazonio
(
SD
)
derivadas de aminas aromáticas han recibido un creciente
interés en los últimos años ya que pueden emplearse para modificar superficies
conductoras y semiconductoras
(
Au, Ni, Cu, Fe, Ti, Si
)
o derivadas de carbono [1]. La
adsorción de las moléculas puede ser espontánea por inmersión a potencial de circuito
abierto o por electro-reducción de los cationes diazonio formando, en ambos casos, un
enlace covalente. El mecanismo de reacción involucra la liberación de una molécula
estable de N
y la generación de un radical arilo muy reactivo sobre la superficie. En
general, el cubrimiento superficial y el espesor de la capa orgánica es superior al de
una monocapa y la estructura presenta poros o canales. Estas características se
deben a que los radicales pueden puede unirse a la superficie y también a moléculas
previamente adsorbidas, resultando en una estructura ramificada [2]. También es
posible la formación de enlaces azofenilos [3]. Las propiedades finales de la estructura
dependen de tres factores principales: la naturaleza del sustrato, la estructura química
de la SD y el método de modificación empleado.
2
En este trabajo se estudió en forma experimental y teórica la modificación de
superficies de carbono y oro con SD provenientes de aminas aromáticas con grupos
carboxílicos en posición para y se evaluó el efecto del largo de la cadena alquílica de
este grupo sustituyente. Como método de modificación se utilizó electro-reducción de
SD generadas in situ y los electrodos modificados fueron caracterizados por métodos
electroquímicos, microbalanza de cristal de cuarzo y resonancia de plasmón
superficial. Los resultados encontrados fueron complementados con cálculos de
primeros principios utilizando el código computacional SIESTA [4] de superficie de
grafeno y oro. Las predicciones a través de los cálculos se ajustan satisfactoriamente
con los resultados experimentales. Las energías de adsorción se corresponden con la
formación de un enlace covalente. El catión diazonio interacciona débilmente sobre el
grafeno, pero puede enlazarse directamente sobre oro. Termodinámicamente, la
formación de estructuras ramificadas se encuentra favorecida respecto de la formación
de monocapas ordenadas, las interacciones puente hidrógeno contribuirían a esta
diferencia. No se observó una correlación entre la longitud de la cadena sustituyente,
la energía de interacción y el cubrimiento superficial.
.
Referencias:[1] M. M. Chehimi. Aryl Diazonium Salts: New Coupling Agents in Polymer and Surface Science(2012)
Wiley-VCH.
[2] H. Ma, L. Lee, P. A. Brooksby, S. A. Brown, S. J. Fraser, K. C. Gordon, Y. R. Leroux, Ph.Hapiot, A. J. Downard, J. Phys. Chem. C 118 (2014)5820.
[3] A. Mensage, X. Lefëvre, P. Jégou, G. Denaiu, S. Palacin, Langmuir 28 (2012)
11767.
[4] J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J.Phys. Condens. Matter 14 (2002) 2745.