MCM-41 como dispersante de nanotubos de carbono para la construcción de plataformas de detección electroquímica altamente sensibles.

VASCHETTI VIRGINIA M., VIADA BENJAMÍN N., TAMBORELLI ALEJANDRO; EIMER GRISELDA A.; RIVAS GUSTAVO A.; DALMASSO PABLO R.

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (virtual).; 2021

Introducción. Debido principalmente a su elevada conductividad, los nanotubos de carbono (CNTs) presentan múltiples aplicaciones en la detección electroquímica de analitos de interés biológico, farmacéutico y medioambiental. Sin embargo, uno de los problemas más comunes al trabajar con CNTs es su tendencia a aglomerarse, lo cual puede comprometer sus propiedades electrónicas intrínsecas. Así, para lograr una mejor dispersabilidad se emplean diferentes estrategias, siendo la funcionalización no covalente de los CNTs una de las más eficientes. En tal sentido, en este trabajo reportamos el primer estudio sistemático sobre el empleo de MCM-41, un material mesoporoso conocido, como agente dispersante de CNTs de pared múltiple (MWCNTs). Resultados. Para la optimización de las dispersiones MWCNT-MCM-41 se empleó un diseño central compuesto considerando 3 variables independientes en 3 niveles diferentes: i) la concentración de MWCNTs, ii) la concentración de MCM-41 y iii) el tiempo de sonicado, seleccionándose la corriente de pico de oxidación del ácido ascórbico (AA) como la variable dependiente. Así un conjunto de 17 experimentos con 3 réplicas en el punto central, permitió obtener superficies de respuesta que evidenciaron que: a) un aumento de la concentración de MWCNTs favorece la respuesta electroquímica del sistema (en términos de potencial y corriente), b) cantidades elevadas de MCM-41 reducen la respuesta del sensor debido a las propiedades aislantes del material mesoporoso, y c) el incremento del tiempo de sonicado hasta 30 min mejora la estabilidad de las dispersiones al facilitar la interacción entre MWCNTs-MCM-41. Estos resultados fueron corroborados por microscopia SEM, observándose bajo condiciones óptimas (0,50 mg/mL MWCNTs, 0,25 mg/mL MCM-41, 30 min de sonicado) fragmentos del soporte recubiertos uniformemente por MWCNTs. Conclusiones. La óptima interacción entre MWCNTs y MCM-41 promueve i) la estabilidad de la dispersión permitiendo desarmar parcialmente los aglomerados de MWCNTs y ii) la alineación de los nanotubos sobre la matriz mesoporosa mejorando la conductividad en la superficie por efecto de percolación, presentando así la dispersión MWCNT-MCM-41 una respuesta electroquímica altamente sensible en comparación a una dispersión constituida solo por nanotubos.