FUNCIONALIZACIÓN DE SUPERFICIES DE CARBONO Y ORO CON SALES DE DIAZONIO: ESTUDIO EXPERIMENTAL Y TEÓRICO

JAVIER LUQUE DI SALVO, GUILLERMINA L. LUQUE, NANCY F. FERREYRA

Buenos Aires, Argentina

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

AAIFQ

En el marco de la funcionalización superficial a escalas macro y nanométricas, las sales de diazonio (SD) derivadas de aminas aromáticas han recibido un creciente interés en los últimos años ya que se pueden emplear para modificar una amplia variedad de superficies conductoras y semiconductoras, metálicas (Au, Ni, Cu, Fe, Ti, Si) o derivadas de carbono [1]. La adsorción de las moléculas puede producirse espontáneamente por inmersión a potencial de circuito abierto o por electro-reducción de los cationes diazonio formando, en ambos casos, un enlace covalente. El mecanismo de reacción involucra la liberación de una molécula estable de N2 y la generación de un radical arilo muy reactivo sobre la superficie. También es posible la formación de enlaces azofenilos [3]. Las propiedades finales de la estructura dependen de tres factores principales: la naturaleza del sustrato, la estructura química de la SD y el método de modificación empleado. En general, el cubrimiento superficial y el espesor de la capa orgánica es superior al de una monocapa, pero la estructura presenta poros o canales. Estas características se deben a que la adsorción molecular se produce en la superficie y también sobre moléculas previamente adsorbidas, resultando en una estructura con ramificaciones [2]. En este trabajo se estudió en forma experimental y teórica la modificación de superficies de carbono y oro con SD provenientes de aminas aromáticas conteniendo grupos carboxílicos en posición para y se evaluó el efecto del largo de la cadena alquílica de este grupo sustituyente sobre las energías de interacción y el cubrimiento superficial. Como método de modificación se utilizó electro-reducción de las SD generadas in situ y los electrodos fueron caracterizados por métodos electroquímicos, microbalanza de cristal de cuarzo y resonancia de plasmón superficial. Los resultados fueron complementados con cálculos de primeros principios utilizando el código computacional SIESTA [4] para superficies de grafeno y oro (100 y 111). Las predicciones a través de los cálculos se ajustan con las observaciones experimentales: las energías de adsorción presentan magnitudes comparables a los de un enlace covalente. Los cationes diazonio . Referencias: [1] Aryl Diazonium Salts: New Coupling Agents? (2012) Wiley-VCH. [2] J. Phys. Chem. C (2014) 118, 5820. [3] Langmuir (2012) 28, 11767. [4] J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J. Phys. Condens. Matter 14 (2002) 2745.