ADSORCIÓN DE NANOPARTÍCULAS DE Au SOBRE MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS DE ALCANOTIOLES

C. A. CALDERÓN; F. P. COMETTO; E. A. SANCHEZ; G. ZAMPIERI; H. ASCOLANI; E. M. PATRITO; V. A. MACAGNO

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Un aspecto fundamental en la generación de nanoestructuras es el control de la
estructura y reactividad superficial con el objetivo de inducir diversos procesos de
nanoestructuración. Las técnicas de síntesis y autoensamblado de moléculas permiten
encarar la fabricación a partir de unidades elementales. Estas moléculas se ordenan
sobre la superficie metálica o semiconductora impartiéndole propiedades específicas
que dependen del grupo químico funcional que queda expuesto. Estos sustratos sirven
como punto de partida para la construcción de estructuras más complejas,
combinando diferentes unidades, como por ejemplo nanopartículas (NPs).
Uno de los métodos utilizados para ensamblar NPs en estructuras
bidimensionales es la inmovilización en la superficie por formación de enlaces
covalentes sobre una monocapa autoensamblada (SAM). La ventaja de utilizar
puentes moleculares para unir las NPs entre sí, es que permiten alcanzar altas
fracciones de volumen de metal en la multicapa sin llegar a crear una red conductora
como en el negro de oro. Esto se evita usando moléculas puente como espaciadores
entre las partículas individuales.
El objetivo del presente trabajo es inmovilizar NPs (estructura bimensional) sobre
una monocapa autoensamblada (SAM) de moléculas orgánicas, para utilizarlo como
punto de partida en la construcción de nanoestructuras más complejas.
La deposición de NPs sobre SAMs se realiza mediante la inmersión de una
superficie de Au(111) modificada con alcanotioles (1-nonanotiol, C9T y 1,9-
nonanoditiol, C9DT), en una suspensión de NPs. Por medio de voltamperometría
cíclica se observa un aumento de la carga de desorción reductiva de la SAM de C9DT
cuando se depositan NPs. Esto indica que se produce la adsorción por medio de
enlaces covalentes, ya que el aumento de carga puede atribuirse a la ruptura del
enlace S-Au entre los grupos tioles terminales y las NPs depositadas. Imágenes de
AFM y STM muestran que si bien hay clusters depositados sobre la SAM, la densidad
de los mismos es baja: se pueden encontrar NPs aisladas o islas compuestas por
algunas NPs. Por espectroscopía de fotoelectrones (XPS) se caracterizaron las SAMs
mixtas resultantes de la inmersión en la solución mencionada. Dado que se
observaron diferencias importantes entre los espectros S2p correspondientes a las
SAMs de C9T y de C9DT puras, se caracterizaron las SAMs mixtas comparando
sus espectros del nivel S2p con aquellos medidos sobre las SAMs puras. Por otra
parte, no se observaron por XPS efectos que sugieran la presencia de NPs, pero este
resultado no es muy significativo ya que en este sistema las NPs se confunden con
el sustrato.
Se concluye que se produce la adsorción de NPs sobre la superficie en baja
densidad aún en tiempos largos de inmersión. Esto podría deberse a una repulsión
electrostática entre los grupos tioles terminales de la SAM (en la suspensión se
encuentran desprotonados), y los agentes estabilizantes de las NPs, los cuales se
encuentran cargados negativamente. Por lo tanto mediante este método, logramos
obtener una distribución no colapsada de NPs sobre una superficie modificada.