Amino y nitro-dendrones autoensamblados sobre oro y carbono: correlación entre el potencial superficial y su organización molecular

ELIANA D. FARÍAS; VALERIA N. SUELDO OCCELLO; VERONICA BRUNETTI

Encuentro; NANO2022 XXI Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022

La interacción entre metales y películas orgánicas ha recibido mucha atención ultimamente debido a su relevancia en futuras aplicaciones basadas en sistemas híbridos orgánicos/inorgánicos a nanoescala. La modificación de superficies a través del autoensado representa una herramienta interesante para adaptar las propiedades físicas y químicas superficiales. Este trabajo estudia la adsorción espontánea de nitro y amino arildendrones sobre superficies de carbono (HOPG) y oro en condiciones controladas –que incluyen control de la humedad ambiente y tratamiento de recocido posterior a la modificación-, analizando su efecto sobre la función trabajo (WF) de la superficie. La microscopía de fuerza atómica con sonda Kelvin (KPFM) se utiliza para evaluar las variaciones locales de WF, según la disposición de la capa orgánica.Las imágenes de KPFM muestran una correlación entre los cambios en los valores de la función trabajo con la naturaleza y ordenamiento espacial de los adsorbatos, que es diferente de acuerdo a la superficie que se trate. Para el caso del oro, la adsorción de los dendrones no presenta una orientación preferencial y por ende las moléculas se encuentran uniformemente distribuidas en la superficie. En particular, en la superficiemodificada con el dendrón amino, se obserban regiones ordenadas; efecto impulsado probablemente por la formación de enlaces puente de hidrógeno entre adsorbatos vecinos. La superficie de oro dendronizada presenta cambios notorios en la función trabajo, siendo mayor en el caso de funcionalizar la superficie con el dendrón que posee grupos terminales nitro. Por otro lado, los dendrones interactúan con las superficies de grafito a través de interacciones de tipo π-π stacking, lo que favorece la formación de capas o regiones ordenadas. Las películas dendríticas autoorganizadas formadas por el dendrón nitro, presentan cambios ligeramente perceptibles en los valores de la función de trabajo local debido a efectos de despolarización en estas regiones; siendo los valores de diferencia de potencial de contacto mucho menores en las superficies de grafito que en los sustratos de oro. Además, la presencia de agregados moleculares impulsados por la formación de puentes de hidrógeno intermoleculares para el caso de superficies funcionalizadas con el dendrón amino, tiene un impacto directo en la función trabajo local, que varía dependiendo de si las áreas están parcialmente cubiertas o densamente empaquetadas; presentando en este caso tres valores de diferencia de potencial de contacto.