Comparación del autoensamblado electroasistido con el autoensamblado inducido por evaporación como métodos de síntesis de películas delgadas mesoporosas de óxido de silicio para su aplicación en sensores electroquímicos

FERNÁNDEZ SOL N.; SCALA BENUZZI M.L.; GIMÉNEZ GUSTAVO; YBARRA GABRIEL ; SOLER ILLIA GALO J.A.A.

Encuentro; NANO 2022 XXI ENCUENTRO DE SUPERFICIES Y MATERIALES NANOESTRUCTURADOS; 2022

En el ámbito de los sensores electroquímicos, los materiales mesoporosos se han utilizado ampliamente para la modificación de electrodos debido a sus propiedades inherentes; de las cuales se pueden nombrar: elevada área superficial, distribución uniforme de poros, tamaño de poro ajustable entre 2 y 50nm, excelente capacidad de adsorción y facilidad de funcionalización, entre otras. Una de las formas más habituales de realizar esta modificación es a través de la generación de películas delgadas continuas [1] y uniformes sobre el electrodo, tradicionalmente obtenidas siguiendo una ruta sol-gel y mediante el “Autoensamblado inducido por evaporación” (EISA) [2]. Más recientemente, el “Autoensamblado electro-asistido” (EASA) [3] se ha extendido rápidamente en el desarrollo de sensores electroquímicos, dado que permite un control preciso de la orientación de los poros.En este trabajo se realiza una comparación de electrodos modificados con películas continuas mesoporosas obtenidas tanto por EISA como por EASA. En ambas síntesis se utilizó vidrio conductor FTO como sustrato, tetraetil ortosilicato (TEOS) como precursor y bromuro de hexadeciltrimetilamonio (CTAB) como porógeno. Las películas mesoporosas obtenidas se caracterizaron estructuralmente mediante SEM, TEM, AFM; y se estudiaron sus propiedadaes permeoselectivas por Voltamperometría cíclica utilizando una sonda positiva (Ru(NH3)63+) y una negativa ([Fe(CN)6]4-/3-). Además, se llevó a cabo un estudio analítico utilizando como técnica de detección Voltamperometría de onda cuadrada para evaluar su potencial aplicación en sensores. De los resultados obtenidos se comprobó la formación de una estructura mesoporosa altamente organizada con una superficie cargada negativamente en ambos casos. Se observa una capacidad de preconcentración de la sonda positiva, gracias al efecto de nanoconfinamiento, concordante con los tiempos de síntesis utilizados los cuales están directamente relacionados con los espesores de film. En el estudio de estabilidad se observó una mayor resistencia al ciclado continuo por parte de la película obtenida por EISA. Se obtuvieron curvas de calibrado para concentraciones de (Ru(NH3)63+) entre 0,05 y 0,5mM con sensibilidades de 64.91 uA/mM y 127,24uA/mM para películas sintetizadas por EISA y por EASA con 20s de deposición, respectivamente. Si bien los films obtenidos por la técnica de EASA demostraron tener una mayor capacidad de preconcentración, traducida en mayores intensidades de corriente, EISA sigue siendo una técnica robusta que permite obtener un desempeño comparable al de las técnicas reportadas de forma más reciente.