Monocapas autoensambladas de ácido isonicotínico: caracterización teórica y experimental

M. L. PARA; O. E. LINAREZ PÉREZ; M. LÓPEZ TEIJELO; M. I. ROJAS

San José

Congreso; XXII Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2016

SIBAE

La modificación de superficies metálicas es de importancia tecnológica ya que permite cambiar las propiedades de los sustratos modificados como así también su reactividad, teniendo aplicaciones en diferentes áreas como electrónica molecular, catálisis o fabricación de biosensores. Una metodología ampliamente difundida para modificar superficies metálicas es la formación de monocapas autoensambladas (SAMs), especialmente de moléculas aromáticas. Es necesario conocer las características morfológicas y estructurales de las SAMs, ya que éstas determinan el comportamiento de los sustratos modificados y sus posteriores aplicaciones.Una descripción de la estructura de las SAMs se puede obtener a través de mediciones electroquímicas, como la voltamperometría cíclica (VC) y la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE), haciendo referencia a un modelo físico de la superficie modificada. La espectroscopía RAMAN aumentada por superficie (SERS) permite analizar la orientación de las moléculas adsorbidas y su interacción con el sustrato. Además, los cálculos teóricos del funcional de la densidad electrónica (DFT) aportan información que permiten interpretar los resultados experimentales y predecir los comportamientos.En el presente trabajo se estudia la adsorción de ácido isonicotínico (INA) sobre sustratos de Au empleando técnicas electroquímicas (VC y EIE) y espectroscópicas (SERS), complementando la información con cálculos de DFT teniendo en cuenta las interacciones de van der Waals. Las SAMs se prepararon por inmersión del sustrato de oro en soluciones acuosas de INA a temperatura ambiente variando el tiempo y pH de inmersión. Para la caracterización electroquímica se estudió la modificación de cinética de la reacción de transferencia de electrones de las cuplas redox Fe2+/3+ y Fe(CN)64-/3-. La repuesta obtenida por EIE se analizó en función de circuitos eléctricos equivalentes que describen los procesos que ocurren en la interfaz electroquímica.Como resultado de la caracterización llevada a cabo se obtuvo un excelente acuerdo entre la teoría y los resultados experimentales, lo que permitió establecer un modelo de la superficie modificada en el que la molécula de INA se adsorbe en forma perpendicular por interacción del grupo carboxilato con la superficie de Au, dejando expuesto al medio el nitrógeno piridínico ionizable.