Estudio de la Cinética de Adsorción de n-dodecanotiol en Solución sobre Au(111)

MARIANO H. FONTICELLI; MARÍA ANTONIETA DAZA MILLONE; CAROLINA VERICAT; ROBERTO C. SALVAREZZA

Termas de Río Hondo (Pcia de Santiago del Estero)

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Los estudios sobre monocapas autoorganizadas (SAMs) de alcanotioles sobre metales nobles tienen considerable interés científico y tecnológico. Las SAMs proveen rutas para el control de las propiedades de mojado y para prevenir el desgaste y la corrosión de superficies metálicas; además, permiten anclar diferentes grupos funcionales, que pueden ser usados como sensores químicos y bioquímicos. Debido a la importancia de las SAMs de alcanotioles, sus propiedades de equilibrio han sido estudiadas detalladamente. Sin embargo, a pesar de los numerosos trabajos realizados, la cinética de formación de estas monocapas no está completamente dilucidada. Puesto que la dinámica de los procesos de agregación de adsorbatos y crecimiento de diferentes dominios condiciona las estructuras superficiales que se desarrollan, resulta de gran interés, desde puntos de vista fundamentales y aplicados, estudiar la dinámica de formación de SAMs. En particular, los sistemas formados por alcanotioles sobre Au(111) son considerados modelos en el estudio de estas monocapas. En este trabajo se estudió la adsorción de n-dodecanotiol sobre películas delgadas de Au (de 200 nm de espesor y orientación preferencial (111)) utilizando métodos electroquímicos y microscopía de efecto túnel (STM). Las películas metálicas se modificaron mediante inmersión en soluciones etanólicas de n‑dodecanotiol de diferentes concentraciones. El recubrimiento total de adsorbato y el recubrimiento correspondiente a especies quimisorbidas fueron estimados en función del tiempo de inmersión a partir de medidas de capacidad y cargas de electrodesorción, respectivamente. Utilizando soluciones 0,5 µM se observó que el recubrimiento total fue mayor, en un amplio intervalo de tiempo, que el recubrimiento debido a especies quimisorbidas. Este hecho se interpretó postulando la presencia de especies fisisorbidas y se propuso un mecanismo complejo para la formación de las SAMs: el primer paso corresponde a la fisisorción de las especies presentes en la solución; seguidamente, se produce la quimisorción de las especies presentes en la interfase. Suponiendo que ambos procesos son de primer orden, se obtuvieron relaciones que vinculan los recubrimientos de especies fisisorbidas y quimisorbidas en función del tiempo. Por otra parte, en las imágenes de STM se observaron modificaciones en la topografía superficial, características de la adsorción de alcanotioles, para diferentes tiempos de incubación. El acuerdo encontrado entre los resultados experimentales y los ajustes realizados a diferentes concentraciones apoyan la hipótesis de la existencia de una fase fisisorbida.