Films Híbridos Mesoporosos Multifuncionales

PAULA C. ANGELOMÉ; GALO J. A. A. SOLER-ILLIA

Termas de Río Hondo

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

Los materiales híbridos mesoporosos son uno de los campos más prometedores dentro de la llamada "química de la materia organizada". Entre ellos, los films híbridos mesoporosos (FHMP) son especialmente interesantes, por sus posibles aplicaciones en sensores, optoelectrónica, separación, cromatografía, etc. En los últimos años se han reportado diversas síntesis de films de sílice y óxidos de metales de transición por el procedimiento general de Autoensamblado Inducido por Evaporación. A partir de la modificación de estos procedimientos generales, se han obtenido, además, films híbridos orgánico-inorgánicos, conteniendo una gran variedad de funciones orgánicas o de interés biológico. Esto ha sido especialmente desarrollado para el caso de sílice mesoporosa, y con algunos ejemplos en el caso de metales de transición, los más interesantes en cuanto a aplicaciones se refiere. Las incorporación de dos funciones orgánicas diferentes en el esqueleto inorgánico mesoporoso es un paso más hacia un sistema ordenado de poros organizados multifunción, que pueda imitar los sistemas biológicos. Por ejemplo, es interesante poder contar con cavidades que presenten un grupo o centro activo junto con un segundo grupo orgánico que pueda modular la actividad o servir de entorno. En este trabajo se presenta una estrategia novedosa de síntesis en dos pasos para obtener films híbridos mesoporosos bifuncionales con esqueleto inorgánico mixto TiO2/SiO2 o ZrO2/SiO2. En un primer paso se obtuvieron FHMP con una función orgánica -R por co-condensación de R-Si(OEt)3 (R = 3-mercaptopropil, fenil o 3-aminopropil) y MCl4 (M = Ti o Zr), en presencia de surfactantes no iónicos (copolímero triblock Pluronics F127 o diblock Brij 58) que actuaron como generadores de porosidad organizada. Luego de eliminar el moldeante (por extracción o calcinación), se agregó una segunda función G-R' (R' = sulfonato, cadenas alquílicas, fenilos) por complejación superficial a los centros metálicos, variando el grupo de anclaje G (dicarboxilato, difenol, fosfato, fosfonato). Las mesoestructuras obtenidas fueron caracterizadas por difracción de rayos X, SAXS sincrotrón (LNLS Campinas) y microscopía TEM. Se estudió la estabilidad térmica de las funciones agregadas por cocondensación (espectroscopía FTIR, microanálisis dispersivo en energía -EDS-), la estructura del complejo superficial formado por la segunda función, y su cinética de pegado y de despegado, por espectroscopía FTIR y UV-visible. A partir de estos estudios, pudo observarse la influencia de R, M y de la relación Si/M en la formación de mesoestructura ordenada, y pudo optimizarse el post-tratamiento, con el objetivo de obtener FHMP con alto grado de orden (mesoestructuras cúbicas Im3m, a=17-21 nm) y grupos -R y -R' unidos con diferente fuerza a la pared del poro.