Nanopartículas metálicas embebidas en películas poliméricas autoensambladas capa por capa mediante interacciones puente de hidrógeno. Preparación y caracterización fisicoquímica

POMERANICE ALTIERI, NICOLÁS; MARTINEZ RICCI, MARÍA LUZ; MENDEZ DE LEO, LUCILA PAULA

Encuentro; VII Encuentro Argentino de Materia Blanda, Encuentro Virtual; 2021

Las superficies modificadas con nanopartículas (NPs) metálicas tienen un gran interés tecnológico, especialmente en las áreas de catálisis y sensores electroquímicos1. Una manera de sintetizar estas NPs sobre una superficie permitiendo el control del tamaño y distribución de las mismas, es hacerlo utilizando películas poliméricas que permiten atrapar el ion precursor y limitan su difusión libre. Estos iones metálicos son luego reducidos químicamente. De esta forma, las películas poliméricas pueden actuar como nano-reactores que permiten la formación de electrocatalizadores "in situ". Para lograr un diseño inteligente del proceso de modificación de superficies con nanopartículas embebidas en películas poliméricas, resulta imprescindible el estudio fisicoquímico de los sistemas y de su comportamiento.Se modificaron sustratos de vidrio y de oro evaporado en silicio con 5 bicapas de óxido de polietileno (PEO) / ácido poliacrílico (PAA). Estos sustratos fueron posteriormente expuestos a soluciones acuosas conteniendo iones Ag+ o AuCl4-, que se coordinaron con los grupos funcionales de los polímeros para luego ser reducidos con borohidruro de sodio para formar NPs. Se exploraron distintos parámetros de modificación de las superficies: el pH de las soluciones de polímeros, las concentraciones de los iones metálicos y del reductor, los tiempos de exposición de las superficies a los distintos pasos de modificación, así como los cambios que estas variables inducen en el sistema sintetizado. Se estudió la estabilidad de los autoensamblados frente al pH, antes y después de la incorporación de los iones metálicos y de la formación de las nanopartículas. Por medio de espectroscopía infrarroja de superficie (PMIRRAS) se estudió el equilibrio de ionización de los grupos carboxílicos del PAA en la superficie y su variación con la incorporación de los iones metálicos. Por medio de espectrosopía UV-Vis se corroboró la formación de las nanopartículas metálicas y se las caracterizó.Figura 1: Espectro IR de los autoensamblados antes y después de incubación en solución de Ag+ Figura 2: Espectro UV_Vis de las nanopartículas de Ag embebidas en polímeros[1] Kim, J.; Song, J. T.; Ryoo, H.; Kim, J.-G.; Chung, S.-Y.; Oh, J; Journal of Materials Chemistry A 2018, 6, 5119-5128[2] Khutoryanskiy, V.; Dubolazov, A.; Nurkeeva, Z.; Mun, G.; Langmuir 2004, 20, 3785-3790