Las monocapas autoensambladas (SAMs) de organotioles o derivados de piridinas sobre superficies metalicas han captado un considerable interés en los últimos años debido a su facil preparación, estabilidad térmica y el control de la funcionalización química de la superficie. El entendimiento del empaquetamiento molecular de las SAMs es importante para la interpretación de estudios básicos como asi tambien para diferentes aplicaciones prácticas en el campo de Ia electroquímica (por ejemplo: desarrollo de sensores).
Este estudio comprende Ia formación de películas auto-organizadas sobre oro con el fin de obtener superficies funcionalizadas para la inmovilización de moléculas de interés biológico. Para su analisis se emplean superficies de Au(111) así como electrodos policristalinos y se estudian las propiedades químicas y la estructura molecular de las monocapas autoensambladas de 2-mercaptopiridina (2-MPy) y ácido isonicotínico (INA). En ambos casos, existe la posibilidad de un segundo grupo de anclaje a la superficie y a otra molécula (a través del N, S o -COO- ). El principal interés en este tipo de moléculas se debe a que pueden interactuar con la superficie o con otro adsorbato también a través de los electrones π y no solamente con dicho grupos de anclaje, como ha sido observado para piridina [1] y 2,2 bipiridina[2]. En particular, el uso de INA permite analizar un ejemplo donde es posible que quede expuesto además un sitio activo para inmovilizar moléculas de interés biológico (por ej.: nitrógeno, como en la 4.4 bipiridina [3]). En todos los casos, es esencial conocer qué papel juega el grupo de anclaje en el proceso de autoensamblado. Por otra parte, la presencia de los anillos aromáticos puede favorecer el proceso de autoensamblado, el cual se estabiliza por las interacciones intermoleculares laterales entre los electrones π de los anillos (π stacking) [2,3].
En este trabajo se analiza la influencia del sustrato en la estructura molecular y las propiedades químicas de las monocapas autoensambladas de INA y 2-MPy. Se muestran las condiciones óptimas para la adsorción de las monocapas y el comportamiento electroquímico obtenido durante su electrodesorción, a fin de analizar las regiones de estabilidad de las capas adsorbidas como así también la cinética de los procesos de adsorción/desorción. El estudio se complementó con el análisis de la cinética de reacciones de transferencia de carga de algunas cuplas redox sobre electrodos de Au modificados y con la respuesta eléctrica obtenida mediante espectroscopía de impedancia electroquímica. Tiempo, solvente, concentración y pH durante el proceso de autoensamblado, fueron algunas de las variables analizadas a fin de caracterizar este proceso. La caracterización nanoscópica de las superficies de Au(l 11) modificadas con INA 2-MPy se rcalizó por microscopía de efecto túnel en aire (medidas ex-situ) y con control electroquímico en diferentes electrolitos (medidas in-situ).
[1] Y. Ikezawa, T. Sawatari, T. Kitazume, H. Goto, K. Toriba, Electrochim. Acta 1998, 43, 3297.
[2] F. Cunha, N.J. Tao, X.W. Wang. Q.Jin, B. Duong and J.D’Agnese, Langmuir 1996, 12. 6410.
[3] D. Mayer. Th. Dretschkow. K. Ataya, Th. Wandlowski, J.Electroanal. Chem. 2002, 524-525, 20.
Agradecimientos: CONICET (F.A.G agradece por la beca), ANPCYT, Agencia Córdoba Ciencia S.E., SECyT (UNC)
