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ISBN 978-987-688-076-3
Marisa Santo, Luis Otero y Gustavo MoralesEditores responsables
8, 9 y 10 de Septiembre de 2014 Río Cuarto, Córdoba, Argentina
Sexto Encuentro de Física y Química de Superficies
Libro de Resúmenes
Sexto Encuentro de Física y Química de Superficies : Libro de Resúmenes. Río Cuarto,
Córdoba, Argentina 8, 9 y 10 de Septiembre de 2014 / Wolfgang Schmickler ... [et.al.]. -
1a ed. - Río Cuarto : UniRío Editora, 201.
E-Book.
ISBN 978-987-688-076-3
1. Física. 2. Química. I. Schmickler, Wolfgang
CDD 530
Fecha de catalogación: 03/09/2014 Sexto Encuentro de Física y Química de Superficies. Libro de Resúmenes
Río Cuarto, Córdoba, Argentina 8, 9 y 10 de Septiembre de 2014
Marisa Santo, Luis Otero y Gustavo Morales. Editores responsables
2014 © UniRío editora. Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nacional 36 km 601 – (X5804) Río Cuarto – Argentina Tel.: 54 (358) 467 6309 – Fax.: 54 (358) 468 0280 [email protected] - www.unrc.edu.ar/unrc/comunicacion/editorial/
Primera edición: Septiembre de 2014 ISBN 978-987-688-076-3
Este obra está bajo una Licencia Creative Commons Atribución 2.5 Argentina. http://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/deed.es_AR
Uni. Tres primeras letras de “Universidad”. Uso popular muy nuestro; la Uni. Universidad del latín “universitas” (personas dedicadas al ocio del saber),
se contextualiza para nosotros en nuestro anclaje territorial y en la concepción de conocimientos y saberes construidos y compartidos socialmente. El río. Celeste y Naranja. El agua y la arena de nuestro Río Cuarto
en constante confluencia y devenir. La gota. El acento y el impacto visual: agua en un movimiento
de vuelo libre de un “nosotros”. Conocimiento que circula y calma la sed.
Consejo Editorial
Facultad de Agronomía y Veterinaria Prof. Laura Ugnia y Prof. Mercedes Ibañez
Facultad de Ciencias Económicas
Prof. Florencia Granato y Prof. Mónica Ré
Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales
Prof. Sandra Miskoski y Prof. Julio Barros
Facultad de Ciencias Humanas
Prof. Silvina Barroso y Prof. José Di Marco
Facultad de Ingeniería Prof. Marcelo Gioda y Prof. Jorge Vicario
Biblioteca Central Juan Filloy
Lic. Irma Milanesio y Bibl. Claudia Rodríguez
Secretaría Académica Prof. Claudio Asaad y Prof. M. Elena Berruti
Equipo Editorial
Secretario Académico: Claudio Asaad Directora: Elena Berruti Equipo: José Luis Ammann, Daila Prado, Maximiliano Brito y Daniel Ferniot
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
6
Comité Científico
Comité Organizador
Dra. Bárbara Blum, INIFTA, La Plata
Dr. Hugo Ascolani, CAB, Bariloche
Dr. Celso M. Aldao, INTEMA, Mar del Plata
Dr. Heriberto Fabio Busnengo, IFIR, Rosario
Dra. Gabriela Cabeza, UNS, Bahía Blanca
Dr. Ezequiel Leiva, UNC, Córdoba
Dr. Antonio Ramirez, UNSL, San Luis
Dr. Ricardo Vidal, INTEC, Santa Fe
Dr. Federico Williams, UBA, Buenos Aires
Dr. Gustavo M. Morales, UNRC, Río Cuarto
Dr. Gustavo M. Morales, UNRC
Dr. Heriberto Fabio Busnengo, IFIR, Rosario
Dr. Antonio Ramirez, UNSL
Dr. Luis Otero, UNRC
Dra. Marisa Santo, UNRC
Dr. Walter Giordano, UNRC
Dr. Rodrigo Palacios, UNRC
Dr. Fernando Fungo, UNRC
Dr. Gabriel Planes, UNRC
Dr. Luciana Fernadez, UNRC
Lic. Manuel Otero UNC
Auspiciantes
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
7
Programa
Lunes 8 de Septiembre
9:00 - 11:00hs. Acreditación
11:00 hs Acto de Apertura.
11:30 hs.- 12:30 hs. Conferencia Plenaria
Dr. Wolfgang Schmickler.” The enigma of metal deposition unrevelled”
12:30 hs. -15:00 hs Almuerzo
Chair: Dr.
15:00 hs. -16:00 hs Conferencia Plenaria
Dr. Dario Stacchiola. “Estudio a nivel atómico sobre catalizadores óxidos bien definidos: desde ultra alto vacío hasta presión ambiente”.
16:00 hs. -16:20 hs Comunicación oral O1 (Ascolani)
16:20 hs. -16:40 hs Comunicación oral O2 (Bernini)
16:40 hs. -17:00 hs Comunicación oral O3(Bertolino)
17:00 hs. -17:30 hs Coffe Break
Chair: Dr.
17:30 hs. -18:30 hs Conferencia Invitada
Dr. Amadeo L. Vazquez de Parga. “Funcionalización de grafeno epitaxial mediante intercalación o absorción”
18:30 hs. -18:50 hs Comunicación oral O4 (Blum)
1
8:50 hs.- 20:00 hs Presentación de Posters
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
8
Martes 9 de Septiembre
9:00 - 10:00hs. Tutorial Dr. Lisandro Giovanetti
Application in the nanoscale of in situ Grazing-incidence small-angle scattering (GISAXS).
10:00 hs. -10:30 hs Coffe Break
Chair: Dr.
10:30 hs.- 11:30 hs. Conferencia Plenaria
Dr. Bruno Maggio. (Argentina) ”Auto-estructuración supramolecular en biointerfaces organizadas”
11:30 hs. -11:50 hs Comunicación oral O5 (Cabeza)
11:50 hs. -12:10 hs Comunicación oral O6 (Diaz)
12:10 hs. -12:30hs Comunicación oral O7 (Farias)
12:30 hs. -15:00 hs Almuerzo
Chair: Dr.
15:00 hs. -16:00 hs Conferencia Plenaria Dra. Carla E. Giacomelli. (Argentina-UNC) Mecanismos de adsorción de proteínas: ¿cómo modular la perturbación superficial para mantener bio-funcionalidad?
16:00 hs. -16:20 hs Comunicación oral O8 (Farigliano)
16:20 hs. -16:40 hs Comunicación oral O9 (Felisberto)
16:40 hs. -17:00 hs Comunicación oral O10 (Lozano)
17:00 hs. -17:30 hs Coffe Break
Chair: Dr.
17:30 hs. -18:30 hs Conferencia Invitada Dr. Héctor Fernández "Sensores y biosensores electroquímicos para la cuantificación de micotoxinas, antioxidantes y hormonas en sistemas naturales"
18:30 hs. -18:20 hs Comunicación oral O11 (Lustemberg)
18:20 hs.- 20:00 hs Presentación de Posters
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
9
Miercoles 10 de Septiembre
9:00 - 10:30hs. Tutorial Dra. Patricia L. Schilardi Estrategias para modificar superficies en la nanoescala y sus potenciales aplicaciones en dispositivos de interés médico.
10:15 hs. -10:30 hs Coffe Break
Chair: Dr.
10:30 hs.- 11:30 hs. Conferencia Plenaria
Dr. José L. Fernández "Evaluación electrocatalítica de superficies en dominios submicrométricos mediante microscopía electroquímica de barrido"
11:30 hs. -11:50 hs Comunicación oral O12 (Mangiarotti)
11:50 hs. -12:10 hs Comunicación oral O13 (Mirabella)
12:10 hs. -12:30 hs Comunicación oral O14 (Moiraghi
12:30 hs. -15:00 hs Almuerzo
Chair: Dr.
15:00 hs. -15:20 hs Comunicación oral O15 (Suárez)
15:20 hs. -15:40 hs Comunicación oral O16 (Tesio)
15:40 hs. -16:00 hs Comunicación oral O17 (Tucceri)
16:00 hs. -17:00 hs MESA REDONDA
ACTO DE CLAUSURA
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
11
THE ENIGMA OF METAL DEPOSITION UNRAVELLED
L. M. C. Pinto,
(1) P. Quaino,
(2) E. Santosa,
(1,3) and W. Schmickler
(1)
(1) Institute of Theoretical Chemistry, Ulm University, D-89069 Ulm, Germany
(2) PRELINE, Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina.
(3) Faculdad de Matemática, Astronomía y Física, IFEG-CONICET
Universidad Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
During the last decade, in search of better fuel cells and batteries, the theory of
electrochemical reactions has focused on electrocatylysis. In contrast, the field of metal
deposition and dissolution, which includes corrosion, has been neglected, even though its
economic importance is at least as great. This fundamental class of reactions poses a
principal problem, which has been aptly called the enigma of metal deposition [1]: Ions in
aqueous electrolytes are strongly solvated; univalent ions have hydration energies of the
order of 5 eV, di- and trivalent ions of the order of 20 eV and 45 eV. When these ions are
deposited on a metal electrode, they have to shed their salvation sheath, and one would
expect activation energies of the order of half the solvation energies, which would make
these reactions extremely slow. However, in practice these reaction are quite fast, and silver
deposition is one of the fastest electrochemical reactions.
In order to investigate this problem, we have developed a quantum theory which contains
ideas from Marcus-Hush theory, the Anderson-Newns model, and our own work. The
corresponding model Hamiltonian contains a few interaction parameters, which we have
obtained from density functional theory and molecular dynamics simulations. We have
performed explicit calculations for the deposition of silver, copper, and zinc. Monovalent
ions like Ag+ fit well into the structure of water, and can approach the electrode surface
without loss of solvation. In addition, their valence s electrons interact strongly with the sp
bands of the corresponding metal, which catalyses the reaction. For silver deposition we
obtained an activation energy of about 0.4 eV, in good agreement with experimental values
[2]. The deposition of the two divalent ions Cu++
and Zn++
occurs in two steps [3]; the
transfer of the first electron occurs in the outer sphere mode.
[1] E. Gileadi, J. Electroanal. Chem. 660 (2011), 247.
[2] L. M.C. Pinto, E. Spohr, P. Quaino, E. Santos and W. Schmickler, Angewandte Chemie Int. Ed., 52
(2013) 7883.
[3] L. M.C. Pinto, P. Quaino, E. Santos and W. Schmickler, ChemPhysChem 15 (2014) 132.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
12
FUNDAMENTAL STUDIES ON WELL-DEFINED OXIDE CATALYSTS: FROM
UHV TO AMBIENT PRESSURE
Darío J. Stacchiola
Department of Chemistry, Brookhaven National Laboratory, Upton, NY 11973
E-mail [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies (ver listado en la segunda circular o en el
correspondiente link en la página web del evento).
RESUMEN
Low concentration of active sites in the oxide support of catalysts may be blocked by the
anchoring of metal particles. By using a second oxide as a support (host), one can create a
multifunctional configuration in with both metal and oxide active centers exposed to
reactants.[1] The natural abundance of Cu and its catalytic performance for CO oxidation,
water-gas shift (WGS) and methanol synthesis have made it a prime target for catalysis.
The Achilles heel of Cu-based catalysts is its deactivation by complete oxidation to CuO or
reduction to Cu,[2] in both cases losing active catalytic Cu+ centers. They were the first
reported to run CO oxidation (CO+1/2O2→CO2) at room temperature, but their lack of
thermal stability at temperatures used on automobile catalytic converters leads to their
deactivation. We show how the incorporation of Ti in a Cu2O film leads to the formation of
a stable mixed-metal oxide, with a Cu+ terminated surface active for CO oxidation.[3] The
oxidation of CO during the WGS reaction (CO+H2O→CO2+H2) occurs in this case under
an overall reducing environment. By using a combination of in-situ techniques combined
with theory, we show how the formation of a multifunctional metal-oxide interface with
ceria nanoparticles allows the stabilization of critical intermediates for an efficient
associative reaction mechanism.[4] A similar metal-oxide interface can help to activate
copper for the thermal reduction of CO2. Optimizing the oxide phase and metal-oxide
interfaces in a catalyst can improve substantially their catalytic activity and selectivity.
[1] Fundamental Studies of Well-Defined Surfaces of Mixed-Metal Oxides: Special Properties of MOx/TiO2(110) {M =
V, Ru, Ce, or W} D Stacchiola, SD Senanayake, P Liu, JA Rodriguez, Chem. Rev. 113 (2013) 4373.
[2] In-Situ Imaging of Cu2O under Reducing Conditions: Formation of Metallic Fronts by Mass Transfer AE Baber, F
Xu, F Dvorak, K Mudiyanselage, M Soldemo, J Weissenrieder, SD Senanayake, JT Sadowski, JA Rodriguez, V Matolín,
MG White, DJ Stacchiola J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 16781.
[3] Stabilization of catalytically active Cu+ surface sites on titanium-copper mixed oxide films AE Baber, X Yang, HY
Kim, K Mudiyanselage, M Soldemo, J Weissenrieder, SD Senanayake, A Al-Mahboob, JT Sadowski, J Evans, JA
Rodriguez, P Liu, FM Hoffmann, JG Chen, DJ Stacchiola Angew. Chem. Int. Ed. 2014, (DOI: 10.1002/anie.201402435)
[4] Importance of the Metal-Oxide Interface in Catalysis: In-situ Studies by AP-XPS of the WGS Reaction K
Mudiyanselage, SD Senanayake, L Feria, S Kundu, AE Baber, J Graciani, AB Vidal, S Agnoli, J Evans, R Chang, S
Axnanda, Z Liu, JF Sanz, P Liu, JA Rodriguez, DJ Stacchiola Angew. Chem. Int. Ed., 52 (2013)5101.
[5] Highly Active Copper-Ceria and Copper-Ceria-Titania Catalysts for Methanol Synthesis from CO2 J Graciani, K
Mudiyanselage, F Xu, AE Baber, J Evans, SD Senanayake, DJ Stacchiola, P Liu, J Hrbek, J Fernández-Sanz, JA
Rodriguez, Science, 345 (2014) 546.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
13
FUNCIONALIZACIÓN DE GRAFENO EPITAXIAL MEDIANTE
INTERCALACIÓN O ADSORCIÓN
A. L. Vázquez de Parga
Departamento de Física de la Materia Condensada, Universidad Autónoma de Madrid e Instituto Madrileño
de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA-Nanociencia),
Cantoblanco 28049, Madrid, España.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
RESUMEN
Las extraordinarias propiedades electrónicas, mecánicas y ópticas del grafeno no incluyen
orden magnético intrínseco o la existencia de una fuerte interacción spin-órbita. Mediante
el crecimiento epitaxial de grafeno en superficies metálicas cristalinas en condiciones de
Ultra Alto Vacío [1] y adsorbiendo moléculas sobre las películas de grafeno o intercalando
átomos pesados entre el grafeno y la superficie metálica se pueden agregar funcionalidades
magnéticas al grafeno, en esta presentación se discutirán dos ejemplos:
i) Obtención de orden magnético de largo alcance en una monocapa de TCNQ
adsorbida en grafeno crecido sobre Ru(0001).
La monocapa de grafeno crecida en Ru(0001) está nanoestructurada espontáneamente
formando una disposición hexagonal de abultamientos de 100 pm de alto con una
periodicidad de 3 nm [2] y con estados electrónicos localizados [3]. La microscopia y
espectroscopia de efecto túnel a baja temperatura y simulaciones utilizando teoría del
funcional de densidad (DFT) muestran que las moléculas TCNQ aisladas depositadas en
gr/Ru(0001) reciben carga del sustrato y desarrollan un momento magnético de tamaño
considerable, que se revela por una resonancia Kondo. El momento magnético se conserva
tras la agregación de moléculas para formar dímeros o capas completas. La capa molecular
auto-ensamblada desarrolla bandas electrónicas de espín espacialmente extendidas con sólo
la banda mayoritaria llena, convirtiéndose así en un imán orgánico 2D cuyo orden
magnético a largo alcance en el estado fundamental es visualizado mediante microscopía de
efecto túnel polarizada en espín a 4.6 K [4].
El orden magnético de largo alcance se origina por la transferencia de carga desde el
grafeno hacia las TCNQ (que crea los momentos magnéticos) más el auto-ensamblaje de la
capa molecular sobre la superficie del grafeno periódicamente corrugado (que crea bandas
intermoleculares polarizadas en espín donde los electrones transferidos desde la superficie a
las moléculas son libres de pasar de una moléculas a otra). También mostraremos otros
ejemplos donde las moléculas adsorbidas aceptan carga y desarrollan momento magnético,
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
14
pero no forman bandas y, en consecuencia, no apare ce orden magnético a largo alcance
(F4-TCNQ en grafeno/Ru(0001)), o donde las moléculas se auto-ensamblan y los orbitales
moleculares solapan y forman bandas, pero no se llenan porque no hay transferencia de
carga desde el substrato a las moléculas (TCNQ en gr/Ir(111)). En ambos casos no se
desarrolla orden magnético a largo alcance.
ii) Introducción de una interacción espín-órbita gigante mediante la intercalación
de plomo en el sistema grafeno/Ir(111).
La intercalación de una capa de átomos de plomo ordenada entre el grafeno y la superficie
de Ir(111) produce la aparición de una serie de picos afilados con el mismo espaciado en
energía en la conductancia diferencial medida mediante espectroscopia de efecto túnel
resuelta espacialmente a 4.6K. La introducción de los átomos de plomo en contacto con el
grafeno incremente, la por otro lado despreciable, interacción espín-órbita en el grafeno. La
variación espacial del acoplamiento espín-órbita al ir desde una zona con plomo intercalado
a zonas donde el grafeno está directamente sobre el Ir(111) produce un pseudo-campo
magnético que origina los picos afilados que aparecen en la conductancia diferencial en la
zona de transición entre las zonas con plomo y las zonas sin plomo y que son interpretados
como unos pseudo-niveles de Landau [5].
[1] A.L. Vázquez de Parga et al, Phys. Rev. Lett. 100 (2008) 056807
[2] B. Borca et al, Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 036804
[3] D. Stradi et al, Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 186102
[4] M. Garnica et al, Nature Physics 9 (2013) 368
[5] F. Calleja et al, submitted
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
15
AUTO-ESTRUCTURACIÓN SUPRAMOLECULAR EN BIOINTERFACES
ORGANIZADAS
B. Maggio.
Centro de Investigaciones en Química Biológica de Córdoba (CIQUIBIC-CONICET). Dpto. De Química
Biológica, Facultad de Ciencias Químicas-UNC. Ciudad Universitaria. X5000HUA Córdoba. Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Aparte del interés en el entendimiento de las propiedades moleculares de biointerfaces
autoorganizadas, la formación controlada de films ultradelgados y nano-vesiculas de lípidos
y proteínas es la base del auto-ensamble de superficies reactivas planas y curvas. Estas
pueden dirigirse molecularmente para adquirir diseños topográficos, dinámica estructural y
electrostática interfacial definidos para capacidades de encapsulamiento/liberación por
fusión/fisión extra- e intra-celular de principios bioactivos, así como propiedades
biocatalíticas y de reconocimiento de ligandos específicos. La organización molecular y el
estado de fase de estas estructuras pueden modificarse por cambios de composición lípido-
proteína, interacciones y miscibilidad, además del empleo de enzimas lipolíticas que
afectan a la superficie de manera controlada. Las reconstitución de bicapas vesiculares y de
monocapas lípido-proteína y otros compuestos anfipáticos, sobre soportes sólidos,
combinado con termodinámica de mezcla, microscopías de avanzada, descriptores
topográficos y cinética enzimática bidimensional proveen el conocimiento requerido para el
diseño molecular “bottom-up” de las biosuperrficies. Ello incluye la modulación fina a
nivel molecular de las propiedades de las mismas para biocatálisis, reconocimiento de
ligandos, así como para el control, adhesividad, y respuesta de células cultivadas sobre esas
superficies.
[1] Interfacial behavior of glycosphingolipids and related sphingolipids. Maggio et al., Curr. Opinions in
Colloid Interf. Sci. 8 (2004) 448-458.
[2] Glycosphingolipids: An assortment of multiple structural information transducers at the membrane
surface. Fanani M.L., Rosetti C.M.and Wilke N. Biochim Biophys Acta. 1758 (2006) 1922-1944
[3] Composition-driven surface domain structuring mediated by sphingolipids and membrane-active proteins.
Above the Nano- but still under the Micro-scale: mesoscopic biochemical/structural cross-talk in
biomembranes. Maggio et al., Cell Biochem.Biophys. 50 (2008) 79-109
[4] The self-organization of lipids and proteins of myelin at the membrane interface. Molecular factors
underlying the microheterogeneity of domain segregation. Rosettet al., Biochim Biophys Acta. 1778 (2008)
1665-75.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
16
MECANISMOS DE ADSORCIÓN DE PROTEÍNAS: ¿CÓMO MODULAR LA
PERTURBACIÓN SUPERFICIAL PARA MANTENER BIO-FUNCIONALIDAD?
María Laura Martín, María Fernanda Stragliotto, Elisa G. Herrera, Laura E. Valenti
y Carla E. Giacomelli.
INFIQC. Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Nacional de Córdoba.
Ciudad Universitaria. 5000 Córdoba.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Las proteínas son heteropolímeros formados por distintas combinaciones de 20
aminoácidos con una organización jerárquica de estructura que da lugar a la conformación
tridimensional nativa para lograr una bio-funcionalidad específica (transporte de ligando,
catálisis de reacciones, bioreconocimiento molecular, etc.). Algunas de las bio-
funcionalidades nativas de las proteínas, han sido exploradas en condiciones no nativas en
diversas áreas de estudio que han generado una gran variedad de aplicaciones.
Probablemente, la interacción de estas bio-moléculas con distintos sustratos sólidos es una
de las condiciones no nativas más utilizadas para aprovechar las biofuncionalidades de las
proteínas [1, 2, 3]. La condición necesaria para insertar la bio-funcionalidad específica de
las proteínas nativas en estos sistemas, es establecer y comprender la magnitud que la
perturbación de la superficie genera sobre la conformación tridimensional de la bio-
molécula. Por citar algunos ejemplos representativos, el efecto del proceso de adsorción
sobre la estructura tridimensional de las enzimas determina la respuesta de los bio-sensores,
la interacción portadorproteína establece la velocidad de liberación y la actividad
farmacológica de las bio-moléculas en el sitio de acción y la película proteica formada
sobre la superficie de prótesis e implantes condiciona el desarrollo de infecciones
posquirúrgicas. A partir de estos ejemplos, es evidente que controlar el tipo de interacción y
su efecto sobre la conformación tridimensional de las proteínas es crucial para lograr la bio-
funcionalización superficial adecuada, la liberación controlada del principio bio-activo
correspondiente o la supresión de la adhesión bacteriana.
El mecanismo de adsorción de proteínas sobre sustratos sólidos comprende distintas
etapas que involucran desde el transporte de la macromolécula hasta la relajación
superficial, producto de la optimización de la interacción proteína-sustrato sólido. Esta
última etapa, es la responsable de los cambios conformacionales que causan la pérdida
parcial o total de la bio-funcionalidad en el estado adsorbido. El efecto de la etapa de
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
17
relajación puede evaluarse fácilmente calculando el tiempo característico de cubrimiento
(c) y de relajación (r) a partir de curvas de cinética de adsorción realizadas en distintas
condiciones de velocidad (controlada por transporte o por la unión proteína-sustrato) y
grado de cubrimiento superficial [4, 5]. El objetivo de esta presentación, es discutir algunos
casos estudiados que permiten generalizar el comportamiento interfacial de proteínas
comparando los valores de c y r para distintos sistemas, evaluados en diferentes
condiciones experimentales de pH, concentración de proteína, propiedades superficiales y
grado de cubrimiento superficial. Esta generalización, define un marco adecuado para
modular la perturbación superficial que condiciona la bio-funcionalidad específica en este
estado no nativo particular y permite sentar bases racionales para el diseño de nuevos
sistemas proteína-sustrato sólido con potenciales aplicaciones biomédicas. Este trabajo ha sido financiado por SeCyT-UNC, CONICET y ANPCyT.
[1] M.F. Mora, L.E. Valenti, C.D. García, C.E. Giacomelli, Key Engineering Materials 441 (2010) 75-94.
[2] C.E. Giacomelli, M.L. Carot, L.E. Valenti, Biomolecules and Solid Substrate Interaction: Key Factors in
Developing Biofunctional Surfaces in Encyclopedia Surface Colloid Science. 2011, Taylor & Francis. pp 1-
16.
[3] L.E. Valenti, E. Herrera, M.F. Stragliotto, V.L. Martins, R.M. Torresi, C.E. Giacomelli, Optimizing the
bioaffinity interaction between His-tag proteins and Ni(II) modified substrates. Proteins at Interfaces III State
of the art. ACS Symposium Series, Vol. 1120, 2012, pp 37–53.
[4] L.E. Valenti, A. Smania, C.P. De Pauli, C.E. Giacomelli. Colloids Surfaces B, 112 (2013) 294-301.
[5] E. Herrera, C.E. Giacomelli. Colloids Surfaces B, 117 (2014) 296-302.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
18
SENSORES Y BIOSENSORES ELECTROQUIMICOS PARA LA
CUANTIFICACION DE MICOTOXINAS, ANTIOXIDANTES Y HORMONAS EN
SISTEMAS NATURALES
H. Fernández
Departamento de Química - Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales.
Universidad Nacional de Río Cuarto
Enlace Rutas 8 y 36 – Km 601. Río Cuarto. Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Las micotoxinas son metabolitos secundarios producidos por hongos. Su presencia a
menudo provoca serios riesgos para la salud humana y animal. La fuente más importante
para su incorporación son los alimentos contaminados. Por otra parte, los antioxidantes
polifenólicos naturales son compuestos orgánicos ampliamente distribuidos en una variedad
importante de alimentos y su relevancia está relacionada a sus efectos benéficos para la
salud humana. Además, se reconoce que la presencia de compuestos estrogénicos es vital
en los ciclos estrogénicos de la mujer y en hembras del reino animal. Así, los métodos
analíticos disponibles para la determinación de las sustancias previamente indicadas en
muestras reales, vinculadas al procesamiento de alimentos y sistemas de salud animal, están
logrando progresivamente mayor significancia. El desarrollo de sensores y biosensores ha
surgido como una interesante alternativa para tales propósitos, particularmente, dado que
las metodologías involucradas en su aplicación son generalmente simples, de bajo costo,
alta sensibilidad, rápidas, etc. A este respecto, el grupo de investigación del expositor ha
desarrollado sensores electroquímicos, biosensores amperométricos e inmunoelectrodos
para la determinación en muestras reales de micotoxinas del género Aspergillus y
Penicillium, tales como ocratoxina A (OTA) y citrinina (CIT), antioxidantes polifenólicos y
las hormonas progesterona y β-estradiol. Se realizó el desarrollo de inmunosensores
electroquímicos incorporados en una celda de microfluido para la cuantificación de CIT en
muestras de arroz y OTA en vinos tintos, y de progesterona y β-estradiol en sueros bovinos,
mediante voltamperometría de onda cuadrada (VOC) sobre electrodos de capa estampada
de carbono como elementos de transducción electroquímica. Además, se desarrollaron
biosensores amperométricos basados en peroxidasas para la determinación del contenido
polifenólico en muestras de vinos y té, CIT en arroz y OTA en vinos tintos.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
19
EVALUACIÓN ELECTROCATALÍTICA DE SUPERFICIES EN DOMINIOS
SUBMICROMÉTRICOS MEDIANTE MICROSCOPÍA ELECTROQUÍMICA DE
BARRIDO
José L. Fernández
(1)
(1) Programa de Electroquímica Aplicada e Ingeniería Electroquímica (PRELINE) – Facultad de Ingeniería
Química – Universidad Nacional del Litoral. Santiago del Estero 2829 (S3000AOM) Santa Fe, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Es indudable la importancia del concepto que subyace detrás del término “actividad
electrocatalítica”, aun cuando su cuantificación precisa sigue siendo un aspecto pendiente. Son
varios los factores que determinan la actividad de un dado material frente a una cierta reacción de
electrodo, aunque tres de ellos contribuyen en mayor medida: mecanismo de reacción, sitio/s de
reacción, y conducta de especies adsorbidas (intermediarios o no). El conocimiento de éstos
permite cuantificar racionalmente la actividad de un dado material y entender las causas de su
comportamiento. La técnica conocida como microscopía electroquímica de barrido (SECM) [1]
resulta sumamente útil para abordar el análisis de los eventos involucrados en estos tres ítems. La
misma utiliza un microelectrodo como sonda, la que es posicionada en la región de interés de la
superficie bajo análisis, actuando como sensor amperométrico del proceso estudiado. En este
trabajo se describe un estudio mediante SECM de los procesos que acontecen durante la reacción
del electrodo de hidrógeno (HER) sobre metales nobles, involucrando un análisis cinético del
mecanismo de la reacción, la investigación de la dinámica superficial del intermediario hidrógeno
atómico adsorbido (Had), y la identificación de sitios con diferentes reactividades frente a la HER.
Por una parte, se presentan recientes avances en lo que respecta al análisis SECM del mecanismo
de la HER en regiones confinadas y bajo condiciones de altas velocidades de transporte de masa,
que permitieron detectar y cuantificar las diferentes etapas elementales involucradas en el
mecanismo, así como evaluar efectos de la configuración superficial y de las heterogeneidades
superficiales sobre las mismas. Por otra parte se describe la aplicación de la técnica para analizar
procesos de adsorción y difusión superficial de Had en estado estacionario, lo que permite obtener
información tanto de la capacidad adsortiva del material como de la movilidad superficial del Had
sobre este.
[1] “Scanning Electrochemical Microscopy”, F.F. Fan, J.L. Fernández, B. Liu, J. Mauzeroll, en “Handbook of
Electrochemistry”, C.G. Zoski, Ed., Cap. 12, p. 471-540, Elsevier (Amsterdam) 2007.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
21
GISAXS EN CONDICIONES IN SITU: APLICACIÓN EN LA NANOESCALA
Lisandro Giovanetti
Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA, Facultad de Ciencias Exactas,
Universidad Nacional de La Plata – CONICET), Suc. 4 CC 16, (1900) La Plata, Argentina
E-mail: [email protected]
RESUMEN
GISAXS (Grazing-Incidence Small-Angle X-ray Scattering) es una herramienta versátil
para la caracterización de correlaciones en la densidad electrónica y / o la forma de los
objetos en la escala de los pocos nanómetros colocadas sobre la superficies, enterrados en
interfaces o dentro de películas delgadas. GISAXS combina las características de SAXS
(Small-Angle X-ray Scattering ) en su escala de longitud (en el orden de los nanómetros), la
definición del haz incidente mediante múltiples rendijas y el empleo de detectores de área
y la Reflectividad difusa de rayos X (en su geometría de dispersión y utilización de un
goniómetro para posicionar la muestra. Además, GISAXS puede considerarse como el
hermano menor de la Difracción de Rayos X con incidencia Rasante por su geometría de
dispersión y la utilización de un goniómetro en el posicionamiento de la muestra. La
técnica fue introducida originalmente por Joanna Levine [1] y Jerry Cohen [2] a finales de
los años 90 pero, ha llegado a la plenitud de aplicación en los últimos diez años
principalmente en el estudio de películas delgadas nanoestructuradas. Con el advenimiento
de las fuentes de luz sincrotrón, que entre otras bondades brindan un brillo órdenes de
magnitud mayor que las fuentes convencionales, es posible hoy en día realizar estudios
GISAXS en condiciones in-situ con una resolución temporal en el orden de unos pocos
segundos. En el presente tutorial se brindaran nociones básicas de la técnica tanto en su
instrumentación como en el análisis de datos y se mostrarán ejemplos de la utilización de
GISAXS in situ aplicado en diversos sistemas nanoestructurados como films de
nanopartículas, creación de nanoestructuras en Si, etc.
[1] J. R. Levine Parrill, P. Georgopoulos, Y.-W. Chung, and J. B. Cohen: "GISAXS - Glancing incidence
small angle X-ray scattering", J. Phys. IV France 3-C8, 411-417 (1993).
[2] J. R. Levine, J. B. Cohen, Y. W. Chung and P. Georgopoulos:" Grazing-incidence small-angle X-ray
scattering: new tool for studying thin film growth" , J. Appl. Cryst. 22, 528-532 (1989).
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
22
ESTRATEGIAS PARA MODIFICAR SUPERFICIES EN LA NANOESCALA Y SUS
POTENCIALES APLICACIONES EN DISPOSITIVOS DE INTERÉS MÉDICO
Patricia L. Schilardi
Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Facultad de Ciencias Exactas, UNLP
– CCT la Plata, CONICET, CC 16, Suc 4 (1900), La Plata, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Entre las estrategias derivadas de la nanociencia y nanotecnología, la funcionalización de
superficies se ha transformado en un instrumento de suma importancia para el desarrollo y
diseño de nuevos materiales, así como una herramienta fundamental con potencialidad en el
diseño de innumerables dispositivos y sistemas con impacto en el área biomédica. Los
dispositivos biomédicos comprenden una amplia variedad de instrumentos que representan
algún beneficio para el bienestar y la salud humana. En la interacción de estos dispositivos
con sistemas biológicos, las características físicas, químicas y fisicoquímicas de las
superficies juegan un papel preponderante. Cuando un material artificial se incorpora al
organismo, el primer contacto se produce con los fluidos biológicos, las biomoléculas se
adhieren al material, creando una nueva interfaz entre dicho material y el sistema vivo. Esta
interfaz condiciona dos eventos posteriores que serán claves para el éxito del tratamiento y
la calidad de vida del paciente: 1) la adhesión celular, deseable en el caso de implantes que
deban incorporarse de manera permanente (ortopédicos o dentales) e indeseable en el caso
de materiales que deban, de alguna manera, ser eliminados posteriormente, ya sea por
remoción quirúrgica (por ejemplo, clavos ortopédicos) o por excreción (tal como
nanopartículas). 2) la adhesión de microorganismos, que puede originarse por bacterias ya
presentes en el individuo o bacterias que hayan ingresado por contaminación del material o
manipulación inapropiada durante el proceso quirúrgico. Las propiedades superficiales
rigen el comportamiento y la performance general del material, por lo que la modificación
superficial del mismo proporciona la posibilidad de asegurar el completo control de los
eventos (1) y (2), garantizando así el éxito del procedimiento. Es posible, entonces, adaptar
la superficie del material para un objetivo determinado, incorporando funcionalidades
específicas adicionales que permiten superar las carencias del material en cuanto a la
interacción con el medio, pero manteniendo las propiedades del material masivo. Las
estrategias para la funcionalización de superficies incluyen (i) el ajuste de la rugosidad y/o
topografía (modificación física); (ii) la adecuación de la carga superficial, propiedades de
mojado y/o reactividad (modificación química a través de compuestos orgánicos o
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
23
inorgánicos); (iii) la adaptación de la biocompatibilidad y/o bioreactividad (modificación
biológica a través de biomoléculas). La topografía superficial (geometría y longitud
característica) y la rugosidad condicionan la adhesión tanto de células[1] como de
bacterias.[2] Desde el punto de vista de la química superficial, se pueden diseñar
recubrimientos con objetivos específicos, como por ejemplo moléculas biológicamente
activas que estimulen el crecimiento y diferenciación de células para promover un proceso
regenerativo del tejido,[3] moléculas que permitan la distribución y liberación controlada
de fármacos, [4] compuestos de plata (nanopartículas, etc.) [5] y ciertos antibióticos[6] que
inhiban la formación de biopelículas, etc. En esta exposición se hará un recorrido por
diferentes estrategias desarrolladas y optimizadas en los últimos años para la modificación
de superficies en la nano/microescala con fines específicos dentro del área biomédica.
[1] a) Lin, S., et al., The Journal of Physical Chemistry C, 116 (2011) 637; b) Yao, X., et al., Adv Mater, 25
(2013) 5257; c) Resende, R. R., et al., Journal of Biomedical Nanotechnology, 10 (2014) 1157.
[2] a) Hou, S., et al., Langmuir, 27 (2011) 2686; b) Diaz, C., et al., ACS Applied Materials & Interfaces, 1
(2009) 136; c) Diaz, C., et al., ACS Applied Materials & Interfaces, 2 (2010) 2530; d) Hansen, R., et al.,
Biosensors, 4 (2014) 63.
[3] Stupp, S. I., Nano Letters, 10 (2010) 4783.
[4] Zhang, L., et al., Journal of Materials Chemistry B, 2 (2014) 452.
[5] Liu, J., et al., ACS Nano, 4 (2010) 6903.
[6] Vasilev, K., et al. In Platforms for controlled release of antibacterial agents facilitated by plasma
polymerization, 2010; 2010; pp 811.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
25
AUTOENSAMBLADO DE HELICENOS FUNCIONALIZADOS EN SUPERFICIES.
Hugo Ascolani(1)
, Maarten W. van der Meijden(2)
, Lucila Cristina(1)
, Esteban
Gayone(1)
, Richard M. Kellogg(2)
, Javier Fuhr(1)
and Magalí Lingenfelder(3)
( 1) Centro Atómico Bariloche, Avda. E. Bustillo 9500, R8402AGP, Bariloche,Argentina.
(2) Syncom BV, Kadijk 3, 9747 AT Groningen, The Netherlands.
(3) Max Planck-EPFL Laboratory for Molecular Nanoscience, EPFL SB CMNT NL-CMNT, CH
1015 Lausanne, Switzerland
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad
La quiralidad es una propiedad geométrica que tiene tremendas implicaciones para el
reconocimiento molecular y la función biológica. Dos aspectos principales que determinan
la expresión de quiralidad en los sistemas 2D: la quiralidad intrínseca del adsorbato
(quiralidad molecular) y la quiralidad que surge de la geometría de adsorción. Durante los
últimos 15 años los estudios basados en la microscopía de efecto túnel (STM) han
demostrado que la expresión y amplificación quiral de moléculas adsorbidas sobre
superficies metálicas se puede estudiar en gran detalle.
Los helicenos son moléculas particularmente interesantes por ser un sistema conjugado en
forma helicoidal. Nuestro grupo viene investigando las propiedades de adsorción y
autoensamblado de 5-amino [6] helicenos (AH) sobre distintas superficies, incluyendo
Cu(001), Au(111) y la aleación superficial Sn/Cu(001), en condiciones de ultra alto vacío
(UHV).
En el sistema formado por aminohelicenos adsorbidos en superficies hay una variedad de
interacciones activas. A priori las interacciones intermoleculares principales son las de van
der Waals y de puente de H entre grupos aminos. Sumado a éstas se encuentran las
interacciones anillos/sustrato, y aminos/sustrato. Analizar la influencia de estas
interacciones en el autoensamblado de aminohelicenos es importante por sus implicancias
en el comportamiento quiral de estas moléculas. En esta presentación comparamos la
influencia de las diferentes interacciones en el autoensamblado de AH enantioméricamente
puros adsorbidos sobre las superficies Cu(001), Au(111) mediante estudios de STM en
ultra alto vacío y cálculos de DFT.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
26
ESTUDIO DE LA MODIFICACION POST-SINTESIS DE UN MOF MEDIANTE
EL ANCLAJE DE ETILENDIAMINA Y SU INFLUENCIA EN LA ADSORCIÓN
DE CO2
A. Godoy
(1), M.C. Bernini
(1), G.E. Narda
(1), A. García-Blanco
(2), J. Villaroel
(2), D.
Fairen-Jiménez (3)
, K. Sapag (2)
, A.J. Ramírez-Pastor (2)
(1) Química Inorgánica, Fac. de Qca., Bqca. y Fcia. – Universidad Nacional de San Luis- Instituto de Tecnología Química-CONICET
Chacabuco y Pedernera, C.P. 5700.San Luis. Argentina
(2) Departamento de Física, Universidad Nacional de San Luis, Instituto de Física Aplicada -CONICET
Ejército de los Andes 950, C.P. 5700. San Luis. Argentina
(3) Department of Chemical Engineering and Biotechnology, University of Cambridge,
Pembroke St., Cambridge CB2 3RA, UK.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad.
RESUMEN
Frente al problema del calentamiento global, el desarrollo de nuevos materiales optimizados para
la adsorción y/o separación de CO2 es un reto de importancia para los químicos que trabajan en
ciencia de materiales. Los adsorbentes sólidos resultan prometedores ya que pueden capturar
cantidades significativas de este gas en comparación con otras alternativas, tales como las
soluciones acuosas de aminas actualmente usadas.[1] Por esta razón, han comenzado a estudiarse
materiales sólidos porosos funcionalizados con grupos aminos, a fin de generar una mayor
afinidad del gas con estos grupos polares. Los materiales Metal Organic Frameworks (MOFs), han
adquirido gran interés debido a su uso en almacenamiento y separación de gases.[2] Una de las
características más interesantes de los MOFs, es la presencia de sitios de coordinación no-
saturados (CUS) a lo largo de la superficie de sus poros, los cuales se comportan como ácidos de
Lewis polarizando fuertemente moléculas de adsorbatos y pudiendo también ser funcionalizados
por tratamientos post-síntesis anclando moléculas multifuncionales. El material conocido como
CPO-27-Mg,[3] posee una estructura cristalina con canales hexagonales que por tratamientos
térmicos adecuados quedan completamente cubiertos de CUS. Estos sitios, asociados a los
cationes metálicos penta-coordinados, atraen fuertemente las moléculas de CO2, y además,
pueden unirse a diaminas, que también muestran afinidad por dicho gas.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
27
En este trabajo se presentan los resultados de la funcionalización post-síntesis del CPO-27-Mg
empleando soluciones de etilendiamina en tolueno a fin de obtener muestras con distinto
contenido de –NH2. Para tales muestras se han realizado las correspondientes isotermas de
adsorción de CO2 y N2 hasta 1 atm. Los experimentos se complementan con simulaciones de
Monte Carlo de modelos del MOF funcionalizado, a fin de obtener información molecular para
comprender en detalle la influencia del distinto contenido de los grupos polares en la captura del
CO2.
[1] G. T. Rochelle, Science 2009, 325, 1642.
[2] J. R. Long, O. M. Yaghi Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1213.
[3] P. D. C. Dietzel, R. Blom, H. Fjellvag Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 23, 3624-3632.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
28
MODIFICACIÓN DE SUPERFICIES DE VIDRIO. SÍNTESIS IN SITU DE
NANOPARTÍCULAS DE ORO GENERADAS POR CARBENOS DE FISCHER.
M. C. Bertolino y A. M. Granados
Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba (INFIQC), Departamento de Química Orgánica,
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, Ciudad Universitaria. Córdoba
(C.P.X5000HUA), Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
La modificación química de superficies sólidas es una poderosa herramienta en el diseño y
desarrollo de nuevos materiales inteligentes y encuentra aplicación en numerosas áreas que
van desde la biofuncionalización hasta la nanociencia. Las reacciones químicas en
superficies permite funcionalizar las mismas con un sin número de moléculas orgánicas, de
manera sencilla y obtener así las propiedades que se deseen. Los complejos Carbenos de
Fischer raramente han sido usados como reductores de sales de metales, y los únicos
antecedentes[1] se refieren siempre a la reacción de síntesis de nanopartículas en solución.
En cuanto a la modificación de superficies sólidas con nanopartículas, recientes[2] trabajos
demuestran que estas nanoestructuras interactúan muy bien con monocapas, manteniendo
intactas sus propiedades ya sean ópticas o biocidas por ejemplo para el caso de
nanopartículas de Plata.
En el presente trabajo se llevaron a cabo diferentes reacciones químicas de variada
naturaleza sobre superficies de vidrio, según se observa en los esquemas abajo. Finalmente
se logró sintetizar in situ nanopartículas de oro a fin de lograr incremento en la señal
Raman, aumentando así la sensibilidad de la técnica y posible futura detección de analitos.
Las diferentes etapas de modificación fueron caracterizadas por ángulo de contacto y XPS,
mientras que las nanopartículas generadas se caracterizaron por AFM.
[1] Son, S.U. Jang, Y. Yoon, K.Y. An, C. Hwang, Y. Park, J.-G. Noh, H.-J. Kim, J.Y. Park, J.H. Hyeon, T.
Chemm. Comm., (2005), 86-88. D. Samanta, S. Sawoo and A. Sarkau. Chemm. Comm., (2006), 3438-3440.
[2] A. Taglietti, C. R. Arciola, A. D’Agostino, G. Dacarro, L. Montanaro, D. Campoccia, L. Cucca, M.
Varcellino, A. Poggi, P. Pallavicini and L. Visai. Biomaterials 35, (2014), 1779-1778.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
29
EFECTO DE LA INTERACCION ENTRE CADENAS EN LA ESTABILIDAD DE
ALCANOTIOLES ADSORBIDOS SOBRE GaAs
Lucila Cristina,
(1) Guillermo Benitez,
(1) Aldo Rubert,
(1) Roberto C. Salvarezza,
(1)
Bárbara Blum,(1) Leonardo Salazar,
(2) Julio E. Gayone,
(2) Esteban A. Sánchez,
(2) Oscar
Grizzi(2)
(1) INIFTA, UNLP - CONICET, CC. 16-Suc. 4, BI904DPI La Plata
(2) Centro Atómico Bariloche, CNEA, I. Balseiro, UNC & CONICET, Bustillo 9500, R8402AGP Bariloche
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
Los semiconductores III-V tienen aplicaciones en microelectrónica, debiendo protegerse la
superficie ante la formación de un óxido espontáneo en aire. La monocapa autoensamblada (SAM)
de alcanotioles forma películas pasivantes en muchos sistemas. No obstante, en el caso particular
del GaAs, si bien los alcanotioles (HS(CH)nCH3) impiden la re-oxidación en aire, no protegen frente
a la dilución de trazas de As en agua. En encuentros anteteriores hemos mostrado como la
adsorción de alcanotioles sobre GaAs(110), desde fase gaseosa o en solución, forman una capa
densa. Una fracción importante de la SAM desorbe a temperaturas cercanas a la ambiente. En
este trabajo comparamos la dinámica de la adsorción y desorción de alcanotioles de distinto largo
de cadena (n = 0 a 15) mediante XPS e ISS-TOF. Tanto en solución como en vacío, la interacción
cadena-cadena estabiliza la SAM. Se discuten mecanismos de adsorción del tiol y formación de la
SAM, en base a estos resultados.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
30
ADSORCIÓN DE CO SOBRE PT SOPORTADO EN TIO2(101) ANATASA
Gabriela F. Cabeza
(1,2), Cecilia I. N. Morgade
(1,2,3) y Charito Vignatti
(4)
(1) Departamento de Física – UNS, Avda. Alem 1253, Bahía Blanca.
(2) IFISur, UNS-CONICET
(3) Facultad Regional Bahía Blanca, UTN, 11 de Abril 461, Bahía Blanca.
(4) INCAPE (Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica), Santiago del Estero 2654, Santa Fe
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad.
RESUMEN
La reacción de Water Gas Shift (WGS) es crucial en la producción de H2 para celdas de combustible
[1]. Entre los catalizadores estudiados se encuentra el Pt soportado sobre diferentes óxidos siendo
la titania uno de los más activos. El TiO2 es un fotocatalizador en sí mismo que mejora sus
propiedades oxido-reductoras al ser dopado con N; es por ello que se ha estudiado la adsorción de
CO sobre un cluster piramidal de 4 Pt depositado sobre la superficie TiO2(101) de anatasa, no
dopada y dopada con N en sustitución de O.
Los cálculos se realizaron empleando el código VASP [2] dentro del formalismo de la Teoría de la
Funcional Densidad, con la inclusión del coeficiente de Hubbard (DFT+U) actuando sobre los
estados 3d del Ti e incluyen polarización de spin. La energía de corte de las ondas planas fue de
400 eV. Se utilizó el método PAW y los efectos de correlación e intercambio fueron descriptos
mediante la aproximación GGA. Para modelar el sistema CO-Pt-TiO2 se empleó una supercelda de
(2 × 2 × 1) y la grilla de Monkhorst-Pack de 5 × 5 × 1 puntos k.
Los cálculos muestran que el dopado sustitucional con N estabiliza el sistema Pt-TiO2(101) en
aproximadamente 2,35 eV y que el catalizador formado por la anatasa dopada junto con el Pt
adsorbido se reduce (carga neta pasa de 0.275 e a 0.252 e) en presencia del CO adsorbido que se
oxida (carga neta pasa de -0.275 e a -0.252 e). Estos resultados favorecen la hipótesis de que el
catalizador dopado con N sería un buen candidato para la reacción de WGS ya que favorecería la
oxidación del CO a CO2.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
31
[1] C. Vignatti, M. Avila, C. Apesteguia, T. Garetto Int. J. of Hidrogen Energy 35 (2010) 7302-7313
[2] G. Kresse, J. Hafner; Phys. Rev. B 47 (1993) 558 (R)
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
32
PROPIEDAS ENEGÉTICAS, ELECTRÓNICAS Y DE REACTIVIDAD QUÍMICA
DE SUPERFICIES DE GRAFENO DOPADAS CON HIDROGENO Y PLATA.
M. Diaz
(1), S. M. Carrión
(1, 2) y M. B. López
(1)
(1) Centro de Investigaciones Fisicoquímicas, Teóricas y Aplicadas (CIFTA), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Catamarca. Av. Belgrano 300, Catamarca, Argentina.
(2) Centro de Transferencia de Catamarca (CITCa), CONICET, Prado 366, Catamarca, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad.
RESUMEN
El presente trabajo representa un estudio basado en la Teoría del Funcional de la Densidad
de las propiedades energéticas, electrónicas y de reactividad química de superficies de
grafeno dopadas con hidrógeno y plata. Con el objetivo de hallar una metodología eficaz se probaron diferentes funcionales:
B3LYP, B1LYP, B3P86, mPW1LYP, mPW1PW91, m06L, mPW1PBE, mPW3PBE. Se
usó la base LANL2DZ para el átomo de plata y la base 6-31G* para los átomos de carbono
e hidrógeno, todos los cálculos se realizaron según el formalismo del programa Gaussian09.
Todas las estructuras fueron optimizadas sin restricción de la simetría y permitiendo variar
la multiplicidad de espín hasta encontrar la mínima energía.
La estabilidad energética de los sistemas en estudio se determinó a través de la energía
total, la energía de atomización por átomo y la energía de dopado.
Para la caracterización de las reactividades de los sistemas en estudio se ha utilizado
indicadores globales de reactividad tales como el potencial químico (μ) la dureza química
(ŋ ), y el índice de electrofilicidad (ω ). Finalmente un análisis de reactividad localizada se
realiza mediante mapas de potenciales electrostático moleculares (MEP).
Nuestros resultados indican que la impureza (átomo de plata) agregada a la superficie
promueve cambios en las propiedades electrónicas alterando la reactividad química y las
propiedades catalíticas del sistema.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
33
EFECTO DEL GRUPO FUNCIONAL TERMINAL EN EL AUTOENSAMBLADO
DE MOLÉCULAS DENDRÍTICAS SOBRE SUPERFICIES DE CARBONO
E.D. Farias
(1), M.C.G. Passeggi (h)
(2,3) y V. Brunetti
(1)
(1) Departamento de Físicoquímica (INFIQC) – CONICET – Universidad Nacional de Córdoba
Haya de la Torre s/n, Córdoba, Argentina.
(2) Instituto de Física del Litoral (IFIS) − CONICET − Universidad Nacional del Litoral
Gral. Güemes 3450, Santa Fe, Argentina.
(3) Departamento de Materiales (FIQ) – Universidad Nacional del Litoral
Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad
RESUMEN.
Los dendrímeros son moléculas sintéticas hiperfuncionalizadas y multirramificadas con una
arquitectura controlada apta para encapsular nanoestructuras en su interior e interaccionar con el
entorno sinérgicamente debido a los numerosos grupos funcionales periféricos. Los dendrones
son unidades estructurales de los dendrímeros capaces de mantener las propiedades dendríticas
con menor esfuerzo sintético. Las superficies que se obtienen utilizando moléculas dendríticas se
denominan superficies dendronizadas. Estas superficies presentan una excelente oportunidad
para crear una amplia variedad de arquitecturas poliméricas que dependiendo de la naturaleza
del grupo funcional terminal y la naturaleza del esqueleto resultan adecuadas como plantillas,
soporte de biomoléculas o plataformas reactivas para analitos de interés en el desarrollo de
sensores.
En este trabajo se estudiaron superficies de carbono modificadas con los ácidos 3,5-Bis (3,5-
dinitrobenzoilamino) benzoico (G1-NO2) y 3,5-Bis (3,5-diaminobenzoil-amino) benzoico (G1-NH2).
El proceso de autoensamblado se monitorea mediante voltamperometría cíclica y espectroscopía
de impedancia electroquímica. El grado de cubrimiento se evalúo bajo diferentes condiciones de
incubación, encontrándose un buen ajuste con la isoterma de adsorción de Frumkin para
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
34
superficies modificadas con G1-NO2. Estos resultados dan cuenta de un proceso de adsorción
energéticamente favorable con interacciones repulsivas entre vecinos que favorecen una
distribución homogénea sobre la superficie. La topografía se analizó empleando microscopía de
fuerza atómica. A tiempos cortos de incubación, se observaron islas que paulatinamente crecen,
para finalmente cubrir toda la superficie a tiempos largos. Por el contrario, las superficies
modificadas con G1-NH2 presentan un cubrimiento parcial aún a tiempos largos de incubación y
algunas islas de doble altura debido a la capacidad de los grupos amino de formar uniones puente-
hidrógeno. Además, se analizó el potencial superficial obtenido para ambas superficies
dendronizadas empleando microscopía de fuerza por sonda kelvin observándose un contraste
diferente según si el grupo funcional periférico es dador o aceptor de electrones.
Agradecimientos: Los autores agradecen a CONICET, ANPCyT y SECyT(UNC) el apoyo financiero
recibido para este proyecto. E.D.F. agradece a CONICET la beca otorgada.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
35
ADSORCIÓN EN SISTEMAS INCONMENSURADOS
L.M. Farigliano (1)
, M.A. Villareal (1)
, O.A. Oviedo(1)
y E. P. M. Leiva(1)
(1) Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad.
RESUMEN
La formación electroquímica de monocapas o submonocapas metálicas han sido
extensivamente estudiadas en los años 80 y en los 90. Estos estudios se han enfocado
principalmente en superficies planas y en la formación de una monocapa compacta [1]. Con
el advenimiento de los nanosistemas (nanopartículas) una ola de nuevos estudios se han
centrado en la deposición electroquímica en sistemas con alta curvaturas [2]. La deposición
a subpotenciales (upd) y el reemplazo galvánico (gr) son aplicados exitosamente a la
síntesis de nanopartículas bimetálicas. Para definir la estabilidad electroquímica de estas
nanofases, en general se utiliza como estado de referencia una pieza infinita del mismo
material. De esta forma se puede correlacionar las estabilidades termodinámicas de
sistemas infinitos con aquellos finitos y de tamaño nanoscópico. El problema radica en que
la termodinámica macroscópica puede no ser válida para estudiar los sistemas
nanoscópicos. En esta escala deberían ser consideradas otras contribuciones a la energía
libre tales como efectos de curvaturas, aportes rotacionales y traslacionales, etc. [2,3].
En el presente trabajo se presenta una aplicación del modelo termodinámico de dos
fases [4,5], para estudiar los aportes energéticos y entrópicos al proceso de
electrodeposición metálica en la nanoescala. Se emplearán simulaciones computacionales
para ejemplificar y comparar cualitativamente la deposición en superficies monocristalinas
comparadas con el mismo proceso en nanopartículas. Consideraremos la electrodeposición
en sistemas pseudomórficos tal como Ag/Au y no-pseudomórficos tal como Pb/Au en
nanopartículas de diferentes tamaños y formas.
[1] E. Budevski, G. Staikov and W. J. Lorenz, in “Electrochemical Phase Formation and Growth”, VCH, Weinheim, 1996.
[2] "Metal Clusters and Nanoalloys: From Modeling to Applications”, Edited by: M. M. Mariscal, O. A. Oviedo and E. P.
M. Leiva. Springer, New York, 2012.
[3] T. L. Hill, Nano Lett. 1, 273 (2001).
[4] S-T. Lin, M. Blanco, W. A. Goddard. J. Chem. Phys. 119 (2003) 11792.
[5] L. M. Farigliano, M. A. Villarreal, O. A. Oviedo, E. P. M. Leiva. ECS Transactions, 58 (32) 3-20 (2014)
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
36
SÍNTESIS DE NANOESTRUCTURAS DE CARBONO SOBRE FIBRAS DE CARBONO A
BAJAS TEMPERATURAS
M. Felisberto
(1), L. Sacco
(1), R. Candal
(2) (3), I. Mondragón
(4), G. Rubiolo
(1) (5) y S.
Goyanes(1)
.
(1) Dto. De Física, IFIBA-CONICET, FCEyN, UBA, Argentina.
(2) DQIAQF-INQUIMAE-CONICET, UBA, Argentina.
(3) EcyT-3iA, UNSAM, San Martín, Pcia. Buenos Aires, Argentina.
(4) Dto de Ing. Química y M. Ambiente, Esc. Politécnica, UPV/EHU, San Sebastián, España.
(5) Dto de Materiales, CAC-CNEA, San Martín, Pcia Buenos Aires, Argentina.
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Compuestos poliméricos reforzados con fibras de carbono son ampliamente aplicados en
las industrias de construcción, aeroespacial y automotriz. Debido a sus excelentes
propiedades mecánicas, las fibras de carbono son utilizadas para mejorar la resistencia,
rigidez y fatiga en compuestos poliméricos. Sin embargo, estos compuestos poliméricos
laminados son susceptibles a delaminación y a la iniciación/propagación de fisuras debido a
la baja adhesión entre las fibras y la matriz polimérica. Para aumentar la adhesión en la
interface fibras/matriz, se ha estudiado la síntesis de nanotubos y otras nanoestructuras de
carbono sobre la superficie de las fibras. El método de síntesis más utilizado es la
deposición química en fase vapor (CVD), sin embargo, las altas temperaturas
tradicionalmente utilizadas en el CVD introducen defectos que degradan las propiedades de
las fibras.
En este trabajo presentamos los resultados en la síntesis de nanotubos de carbono (NTC)
sobre la superficie de fibras de carbono utilizando un CVD modificado, que permite la
síntesis de los NTC a bajas temperaturas (figura 1a). Las nanopartículas catalíticas de
níquel fueron depositadas a temperatura ambiente por un proceso desarrollado en nuestro
grupo con la técnica de sputtering. Estas nanopartículas son catalíticas para el crecimiento
de los NTC a temperaturas tan bajas como 450 ºC, evitando las altas temperaturas del CVD
que comprometen las propiedades mecánicas de las fibras. También se generaron distintas
nanoestructuras sobre la superficie de las fibras de carbono a través de un CVD asistido por
plasma en atmósfera de acetileno a una temperatura de 120 ºC (figura 1b), ó mediante
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
37
sputtering de un blanco de carbono en un plasma glow en atmósfera de argón a una
temperatura de 100 ºC. Los procesos de deposición de las nanopartículas y de síntesis de
los NTC y demás nanoestructuras de carbono, están protegidos en dos patentes
internacionales entre CONICET/ UPV-EHU [1,2].
(a) (b)
Fig. 1. (a) Nanotubos de carbono crecidos sobre la superficie de fibras de carbono; (b) nanoestructuras de
carbono crecidas por CVD asistido por plasma.
[1] Felisberto M, et al. Procedimiento de deposición de nanopartículas metálicas por deposición física en
fase vapor y procedimiento de generación de rugosidades. Patente España, P201231223, 2012.
[2] Felisberto M, et al. Uso de nanopartículas metálicas depositadas sobre un substrato para la síntesis de
nanoestructuras y procedimiento de síntesis de dichas nanoestructuras. Patente España, P201231222, 2012.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
38
DINÁMICA DE ADSORCIÓN DISOCIATIVA DE METANO SOBRE Pt(111) DE
PRIMEROS PRINCIPIOS
A. Lozano
(1) X.J. Shen
(2) H.F. Busnengo
(1) W. Dong
(2)
(1) Grupo de Fisicoquímica en Interfases y Nanoestructuras, Instituto de Física Rosario,
Bv. 27 de Febrero 210 bis, 2000 Rosario, Argentina
(2) Laboratoire de Chimie, UMR 5182 CNRS, Ecole Normale Supérieure de Lyon, Site Jacques Monod, 46,
Allée d’Italie, 69364 Lyon Cedex 07, France
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies. Adsorción de átomos y moléculas.
RESUMEN
La interacción de moléculas gaseosas con superficies metálicas da lugar a procesos de gran
interés práctico. La realización de simulaciones realistas de este tipo de procesos, en
particular cuando involucran rupturas de los enlaces moleculares, es un gran desafío. Los
varios grados de libertad de las moléculas y la necesaria descripción del acoplamiento con
los átomos del sustrato dificultan la obtención de campos de fuerzas de alta precisión,
mientras que el método de dinámica molecular ab initio aún es demasiado costoso para
llevar adelante estudios sistemáticos extensivos.
El objetivo de este trabajo fue el de obtener un campo de fuerzas realista que permita
describir la adsorción disociativa de metano sobre la superficie de Pt(111), pero con el
propósito de desarrollar una metodología sistemática aplicable a otras moléculas
poliatómicas en interacción con superficies metálicas.
Se consiguió satisfactoriamente construir un campo de fuerzas reactivo (RFF) partiendo de
una propuesta previa para moléculas diatómicas en interacción con metales [1]. El mismo
se encuentra basado en las formas funcionales propuestas por Tersoff. Se construyó
realizando un ajuste de parámetros libres de manera de describir la superficie de energía
potencial (PES) del sistema, obtenida de cálculos basados en la teoría del funcional
densidad (DFT). Se logró un excelente acuerdo entre la descripción de la PES por el RFF y
la base de datos DFT.
Con esta PES parametrizada se investigó la dinámica de adsorción disociativa de CH4 y sus
isotopólogos deuterados mediante el método de trayectorias clásicas. El campo de fuerzas
fue validado por el buen acuerdo entre las simulaciones y experimentos de haces
moleculares supersónicos disponibles [2]. A su vez, los resultados permiten racionalizar
mediciones realizadas con isotopólogos deuterados [3] donde se logra una alta selectividad
para romper la ligadura C-H y se predicen las condiciones para obtener una selectividad
similar para el enlace menos activo C-D.
[1] X.J. Shen, Y. Xiao, W. Dong, X.H. Yan and H.F. Busnengo, Comp. Theor. Chem. 990, (2012) 152.
[2] L. Chen, H. Ueta, R. Bisson and R. D. Beck, Rev. Sci. Instrum. 84, (2013) 053902.
[3] L. Chen, H. Ueta, R. Bisson and R. D. Beck, Faraday Discuss. 157, (2012) 285.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
39
STABILITY OF FORMATES SPECIES ON CEO2(111): INFLUENCE OF THE OXIDIZING OR REDUCING ENVIRONMENT
P. G. Lustemberg(1)
, M. V. Bosco(2)
, D. A. Scherlis(3)
, A. Bonivardi(2)
, H. F. Busnengo(1)
y M. V.
Ganduglia-Pirovano(4)
(1) Instituto de Física Rosario (CONICET-UNR) and Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y
Agrimensura, Universidad Nacional de Rosario, Av. Pellegrini 250, 2000 Rosario, Argentina.
(2) Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (INTEC) UNL-CONICET, Güemes
3450, 3000, Santa Fe, Argentina.
(3) Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física/INQUIMAE, Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales,Universidad de Buenos Aires, Pab II,Ciudad Universitaria, Buenos
Aires C1428EHA, Argentina.
(4) Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, C/Marie Curie 2, E-28049, Spain
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Ceria-based materials have a wide variety of applications including ceramics, gas sensors, solid
state electrolytes, automotive exhaust catalysts, among others [1]. Particularly, ceria is used in the
field heterogeneous catalysis as support or promoter to improve the activity, selectivity and/or
stability of the catalysts. One of the crucial properties of a ceria-based material is its oxygen storage
capacity by means of redox shift between Ce3+
and Ce4+
under oxidizing and reducing
environments, which reduces the carbon formation and/or facilitate the oxidation of pollutants in
three way catalysts (exhaust catalysts). Since then, other industrial reactions have been studied on
such materials, for instance the water-gas-shift reaction (WGSR, CO + H2O → CO2 + H2) and the
steam reforming of methanol (SRM, CH3OH + H2O → CO2 + 3 H2).
Numerous reaction mechanisms have been proposed to determine the limiting step of each reaction
[2], where the possible reaction pathways involve formate species (HCOO−) formation as either
spectator or intermediate [2]. The formates species can be coordinated differently on oxide surfaces,
classifying the species according to the number of bondings with the Ce atom (Monodentate,
Bidentate, Bridge). IR measurements performed under various experimental conditions have shown
three types of formate species for the WGS and SRM reactions. From the theory, various efforts
were made to assign the IR peaks to different formates species but in any case the experimental
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
40
conditions consistently considered [3]. The aim of this work is to study the influence of
oxidizing/reducing environment on the stability of various formate species. For this we include in
our calculations H, OH, O2 and H2O co-adsorbed in the vicinity of formate, being calculated the
Gibbs free energy from data obtained by the DFT + U and the results are summarized in phase
diagrams depending on the hydrogen and oxygen chemical potentials.
[1] G. Nahar and V. Dupont, Renewable and Sustainable Energy Reviews 32 (2014) 777.
[2] T. Shido and Y. Iwasawa, Journal of Catalysis 136 (1992) 493.
[3] G. N. Vayssilov, M. Mihaylov, P. S. Petkov, K. I. Hadjiivanov, and K. M. Neyman, J. Chem. Phys. C 115
(2011) 23435
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
41
INFLUENCIA DEL SOPORTE SÓLIDO SOBRE LAS PROPIEDADES
TERMODINÁMICAS DE MEMBRANAS LIPÍDICAS MODELO.
A. Mangiarotti y N. Wilke
CIQUIBIC-Departamento de Química Biológica – Universidad Nacional de Córdoba,
Ciudad Universitaria, Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Los estudios biofísicos de procesos que ocurren en la membrana celular suelen realizarse utilizando
diversos modelos experimentales de biomembranas. Sin embargo, poco se conoce acerca de cuán
comparables son los resultados provenientes de diferentes modelos.
En un estudio previo investigamos el comportamiento de fases de una mezcla binaria de lípidos
utilizando como modelos experimentales monocapas y bicapas soportadas y no soportadas,[1] y
encontramos que el soporte sólido modifica el diagrama de fases de la mezcla, probablemente
debido a una reducción de la entropía del lípido, la cual sería más marcada en la fase más laxa (fase
expandida) que en la más densa (fase condensada).
En éste trabajo comparamos el comportamiento termodinámico de membranas soportadas y no
soportadas formadas por mezclas binarias de diferentes lípidos variando el largo de las cadenas
hidrocarbonadas a fin de comprender el motivo de las diferencias encontradas previamente.[1]
Utilizamos fosfolípidos saturados con cadenas hidrocarbonadas de entre 12 y 20 átomos de carbono.
Asumiendo mezclas ideales, encontramos que en todas las mezclas analizadas el cambio de energía
libre que sufren los lípidos al cambiar de fase (∆) es mayor en los sistemas no soportados que en
los soportados y que depende del largo de cadena cuando estas son de 16 C o más largos, indicando
que cuando la cadena hidrocarbonada es corta su contribución a la energética de la transición de
fase es despreciable frente a la del grupo polar y del agua de hidratación.
Concluimos que la presencia del soporte induce cambios en las propiedades termodinámicas de
todos los lípidos analizados, tornándolas más similares en cada fase en coexistencia que cuando la
membrana no está soportada. Al ser éste efecto independiente del largo de cadena del lípido, no se
correspondería con una disminución de la entropía de la cadena hidrocarbonada.
[1] A. Mangiarotti, B. Caruso, N. Wilke, Biophys. Biochim. Acta-Biomem. 1838 (2014) 1823-1831.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
42
PROPIEDADES DE SCALING PARA EL CRECIMIENTO
POR DEPOSICIÓN ALEATORIA DE CLUSTERS
D. A. Mirabella y C. M. Aldao
Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA)
Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata - CONICET
Juan B. Justo 4302, B7608FDQ Mar del Plata, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de baja
dimensionalidad.
RESUMEN
Las propiedades de scaling de una superficie en la que se depositan clusters de diferente
tamaño se investiga mediante simulaciones de Monte Carlo en una dimensión. Se estudió
la deposición de clusters cuadrados y barras de distinto tamaño. Se determinaron los
exponentes de scaling a partir de la evolución temporal de la rugosidad (W), de la función
correlación de alturas (HHCF), de la rugosidad local (LW), y del espectro de potencias
(PS). Se encontró que tanto la HHCF, como la LW y el PS presentan dos exponentes con
un crossover relacionado con el tamaño de los clusters. Por otra parte, W también presenta
distintos exponentes determinados por los mecanismos de crecimiento a tiempos pequeños
y grandes. Si bien los exponentes de scaling son similares a los de KPZ, no convergen a
los valores de esta clase de universalidad.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
43
MODELADO DE LA ADSORCIÓN DISOCIATIVA DE METANO EN Ir(111)
BASADO EN PRIMEROS PRINCIPIOS
R. Moiraghi(1)
A. Lozano(1)
H.F. Busnengo
(1)
(1) Grupo de Fisicoquímica en Interfases y Nanoestructuras, Instituto de Física Rosario,
Bv. 27 de Febrero 210 bis, 2000 Rosario, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies. Adsorción de átomos y moléculas.
RESUMEN
La adsorción disociativa del metano sobre superficies representa un sistema modelo para el
estudio de reacciónes gas-superficie. El avance de las técnicas experimentales permiten
realizar medidas, con un alto grado de precisión, de las propiedades reactivas de estos
sistemas en distintas condiciones.[1] La dinámica molecular ab-initio (AIMD) se presenta
como un método atractivo para el estudio de este tipo de problemas con ruptura y
formación de enlace químicos. No obstante, presenta la limitación del gran costo
computancional que implica obtener una estadística adecuada. El desafío se plantea
entonces en lograr una descripción precisa de la superficie de energía potencial mediante el
empleo de funciones analíticas con el fin de realizar MD clásicas. En este sentido, los
denominados campos de fuerza reactivos (RFF) de tipo Tersoff han sido recientemente
exitosos en el modelado de la adsorcion disociativa de metano en Ni y Pt con un
sorprendente acuerdo con los expermientos.[2] Sobre esta línea de trabajo, se procedió con
el desarrollo de un RFF de tipo Tersoff para la reacción de metano en Ir(111). Como paso
inicial, se realizó una exploracion exahustiva de la superficie de energía potencial mediante
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
44
cálculos empleando la Teoría de la Funcional de Densidad (DFT). Esto consistió en la
búsqueda de estados de transición (TS) para distintas configuraciones del slab de Ir y
relajaciones iónicas para un gran conjunto de deformaciones del slab y de la molécula de
metano. Se encontró una gran dependencia de las energías de los TSs respecto a las
estructura del slab lo cual es consistente con los importantes cambios en la reactividad con
la temperatura superficial observados experimentalmente. Con esta base de datos DFT se
realizó el ajuste del campo de fuerzas. El RFF desarrollado presenta un buen acuerdo con
los datos DFT con diferencias menores a 50 meV entre los TS. Asimismo, el RFF
reproduce adecuadamente las geometrías y las energías de los TSs lo que es fundamental
para lograr resultados realistas.
[1] R. D. Beck, A. L. Utz, “Quantum-State Resolved Gas/Surface Reaction Dynamic
Experiments”, Dynamics of Gas-Surface Interactions, R. D. Muiño y H. F. Busnengo Eds.,
Springer, 50, 2013.
[2] X. J. Shen, A. Lozano, W. Dong, H. F. Busnengo, X. H. Yan, Phys. Rev. Lett., 112,
046101, 2014.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
45
PEROVSKITE SOLAR CELLS. INFLUENCE OF THE HALOGEN
COMPOSITION IN THE PHOTOVOLTAIC PARAMETERS
Belén Suárez(1,2)
, Victoria Gonzalez-Pedro(1)
, Teresa S. Ripollés(1)
, Rafael S.
Sánchez(1)
,Miguel Gervaldo(2)
, Luis Otero(2)
, Iván Mora-Seró(1)
.
(1) Grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y Optoelectrónicos, Departamento de Física,
Univesitat Jaume I, 12071 Castelló, España.
(2) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
ABSTRACT
Perovskite solar cells (PSSCs) have recently emerged as a new class of solar cells that have
shown a huge increase in energy efficiency conversion (15-16%) [1], since the first report
in 2009 [2]. PSSCs use organometallic halide perovskites as light absorbers, and they are
very promising solar materials because they can be made by simple solution processing
methods. Also, they present high electron and hole diffusion lengths. The solar cells are
formed by a nanoporous metal oxide which is covered with the absorbing material and on
top of the last one a hole-transporting material is deposited. Organometallic halide
perovkites have the crystal structure ABX3 (like calcium titanate), where A is an organic
cation (eg. methyl ammonium), B is Pb, Cd, Cs, and X is a halogen [3,4]. The band gap can
easily be modified by changing the halogen ratio (e.g., CH3NH3PbI3−xClx), leading to films
with different colors.
Here we show the optical characteristics and the photovoltaic parameters of PSSCs in
which the perovskite absorbers are formed by methyl ammonium as organic cation, Pd as
inorganic cation, and Cl, Br, or I as mixed halides. When perovskites with different I and
Br ratios were used, a change in the color of the devices from brown to yellow was
observed, suggesting a change in the band gap. The photovoltaic parameters also showed
that the short circuit current (Jsc) decreases as the Br/I ratio is increased. Also, the Cl
presence in the perovskite structure altered the Jsc which was increased with respect to
those containing only Br and/or I.
[1] H. J. Snaith. J. Phys. Chem. Lett. 4 2013 3623-3630.
[2] A. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, T. Miyasaka. J. Am. Chem. Soc. 131 2009 6050.
[2] J. H. Noh, S. H.Im, J. H.Heo, T. N. Mandal, S.Seok. Nano Lett. 13 2013 1764-1769.
[3] M. M. Lee, J.Teuscher, T.Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith. Science 338 2012
643-647.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
46
ESTUDIO DEL ELECTRODO DE O2 EN DMSO Y ACN CONTENIENDO LiPF6.
APLICACIONES EN CÁTODOS DE BATERIAS Li-O2.
Alvaro Y. Tesio, Walter R. Torres, Nataliia Mozhzhukhina, Florencia
Marchini, Santiago E. Herrera, Federico J. Williams, Ernesto J. Calvo.
INQUIMAE, Laboratorio de Electroquímica Molecular, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales,
Universidad de Buenos Aires, Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria (C1428EGA) CABA
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
La batería Li-aire (O2) no acuosa está recibiendo gran interés debido a que su energía
específica teórica supera en gran medida a las baterías de Li-ion (5 a 10 veces).[1]
Estas baterías juegan un papel importante debido a su alta energía específica y a su alta
densidad de energía. Esto hace que las mismas podrían competir con los combustibles
fósiles en las aplicaciones para vehículos eléctricos, logrando una mayor independencia.
Diversas publicaciones demuestran que las baterías de litio-aire basadas en DMSO como
electrolito, tienen un rendimiento mayor porque se logra estabilizar al anión superóxido
(O2-). La gran desventaja que este solvente posee es su descomposición electroquímica a
potenciales mayores a 4.2 V respecto a Li/Li+.
Uno de los desafíos actuales radica en el proceso de recarga de la misma, el cual depende
fundamentalmente de la oxidación del peróxido de litio (Li2O2) sólido, que se forma en el
proceso de descarga dentro del cátodo de carbono poroso.
En este trabajo se empleó la técnica de electrodo rotatorio de disco-anillo para estudiar la
reacción de reducción de oxígeno tanto en electrodos de oro, como de carbono, ambos con
anillo de oro, utilizando CH3CN y DMSO conteniendo 0,1M LiPF6. Se encontró que la
generación de O2- soluble, pasa por un máximo y que depende tanto del potencial como del
tiempo. Por otro lado, utilizando la técnica de microbalanza de cristal de cuarzo (EQCM)
con diversas técnicas electroquímicas se encontró que la masa por electrón (mpe) esperada
para la formación de Li2O2 como único producto de reducción insoluble [2] de 23 gr/eq
sólo se obtuvo en CH3CN; sin embargo, en DMSO se obtuvieron mayores valores de mpe,
debido a la co-deposición de disolvente y a la descomposición tanto del disolvente como de
la sal. Estos datos fueron confirmados por AFM y XPS.
[1] - J. Christensen, P. Albertus, R.S. Sanchez-Carrera, T. Lohmann, B. Kozinsky, R. Liedtke, J.
Ahmed, A. Kojic, Journal of the Electrochemical Society 159 (2012) 1-30.
[2] - Sharon, D.; Afri, M.; Noked, M.; Garsuch, A.; Frimer, A. A.; Aurbach, D., Oxidation of
dimethyl sulfoxide solutions by electrochemical reduction of oxygen. Journal of Physical Chemistry
Letters 2013, 4, (18), 3115-3119.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
47
EL EFECTO DEL ALMACENAMIENTO SIN USO SOBRE LAS PROPIEDADES
DE CONDUCCIÓN DE PELÍCULAS DE POLI-O-AMINFENOL
R. Tucceri
Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Conicet, Facultad de
Ciencias Exactas (UNLP)
Sucursal 4, Casilla de Correo 16, 1900, La Plata, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
RESUMEN
El poli-o-aminofenol (POAF) es un polímero electroactivo que ha sido empleado como sensor de
óxido nítrico, iones Fe (III) en solución y NAD(P)H [1]. Las aplicaciones de este polímero como
sensor se basan en sus propiedades de conducción. En este trabajo se estudió el efecto del
almacenamiento de películas de POAF en una solución desoxigenada del electrolito soporte (0.1M
HClO4 + 0.4M NaClO4) durante períodos de tiempo prolongados, sobre los parámetros de
transporte de carga. Se observó que cuando las películas de POAF se almacenan durante períodos
de tiempo relativamente largos se desactivan. Mediante Voltamperometría Cíclica se obtuvo el
grado de desactivación (θ) de las películas para distintos tiempos de almacenamiento. Mediante
Voltamperometría con Electrodo de Disco Rotante (VEDR) en presencia de una solución
electroactiva se cuantificó el decrecimiento de la velocidad de transporte electrónico con el aumento
de θ (De vs. θ). Este decrecimiento se explicó sobre la base del mecanismo del “hopping
electrónico” en términos de un incremento en la distancia entre sitios redox a medida que el
polímero se desactiva [2]. Mediante Espectroscopia de Impedancia Electroquímica se obtuvieron las
dependencias de otros parámetros de transporte como el coeficiente de difusión iónica (Di) y las
resistencias electrónica Re (interface metal/polímero) e iónica Ri (interface polímero/solución) en
función de θ. Se observó que mientras Di decrece, Re y Ri aumentan con el incremento de θ. La
aplicación de la técnica de la Resistencia Superficial (RS) [3] permitió establecer que a medida que
el polímero se desactiva la distribución de los sitios redox resulta progresivamente más expandida,
lo cual es consistente con el mecanismo del “hopping electrónico” empleado para explicar la
disminución del coeficiente de difusión electrónico con el aumento θ. Como conclusión podemos
establecer que el POAF se desactiva drásticamente si, después de sintetizado, es almacenado
durante períodos de tiempo mayores que 30 horas en una solución desoxigenada del electrolito
soporte llegando a perder hasta el 64% de su conductividad después de ser almacenado durante 120
horas.
[1] D. Scolari, R. Tucceri, Micro and Nanosystems, 3 (2011) 115-130.
[2] R. Tucceri, J. Electroanal. Chem., 562 (2004) 173-186.
[3] R. Tucceri, Surf. Sci. Reports, 56 (2004) 85-157.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
48
Comunicaciones Posters
Propiedades cristalográficas, electrónicas y
magnéticas de superficies.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
49
CARACTERIZACIÓN DE NANOPARTÍCULAS METÁLICAS SOBRE ÓXIDOS
MIXTOS DE Ce-Zr POR FOTOEMISIÓN
S. Bengió (1)
(1) Grupo de Física de Superficies – Centro Atómico Bariloche
Avda. Bustillo km 9.5, Bariloche, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
RESUMEN
En este trabajo se caracterizó por fotoemisión de electrones con rayos X (XPS) sistemas de
nanopartículas metálicas sobre nanocristales de óxidos mixtos de Ce0.8Zr0.2O2 (CZ). El
soporte de CZ posee una alta estabilidad térmica y buena capacidad para almacenar/liberar
oxígeno conferida por la formación de vacancias de oxígeno. Estos sistemas son
catalizadores utilizados, entre otras aplicaciones, para la producción de H2 a partir de etanol
en presencia de vapor de agua. Se caracterizó el estado químico de Ru (2 %p/p)
impregnado sobre CZ y del óxido soporte de CZ sin impregnar. Además, se estudió la
estabilidad química del soporte midiendo la evolución de su estado químico en un ambiente
reductor como lo es la atmósfera de UHV. Se analizó la evolución de los picos Zr3d y O1s
con el tiempo de permanencia en condiciones de vacío y mientras que en CZ se observó
una lenta progresión en la formación de vacancias de oxígeno, en Ru/CZ el aumento de
vacancias es más drástico. Estos resultados concuerdan con el mecanismo propuesto por El
Fallah et al. [1], y en el caso de Ru/CZ este mecanismo se favorecería por el
desbordamiento de H (spillover) a través de las nanopartículas de Ru. En síntesis, el tamaño
de las nanopartículas impregnadas sobre CZ juega un rol en la interacción de estos sistemas
con el ambiente reductor y en la formación de vacancias.
[1] J. El Fallah, S. Boujana, H. Dexpert, A. Kiennemann, J. Majerus, O. Touret, F. Villain y
F. Le Normand J.Phys.Chem. 98 (1994) 5522-5533.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
50
ELECTROCHEMICAL GENERATION OF PORPHYRIN-PORPHYRIN AND
PORPHYRIN-C60POLYMERIC PHOTOACTIVE ORGANIC
HETEROJUNCTIONS
Javier Durantini,(1)
María Belén Suarez,(1)
Luis Otero,(1)
Thomas Dittrich,(3)
Marisa
Santo,(2)
María Elisa Milanesio,(1)
Edgardo Durantini,(1)
and Miguel Gervaldo,(1)
(1) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto. Agencia Postal Nro. 3,
X5804BYA Río Cuarto, Córdoba, Argentina.
(2) Departamento de Física, Universidad Nacional de Río Cuarto. Agencia Postal Nro. 3,
X5804BYA Río Cuarto, Córdoba, Argentina
(3) Helmholtz Center Berlin for Materials and Energy, Institute of Heterogeneous
Materials, Hahn-Meitner-Platz 1, D-14109 Berlin, Germany.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
ABSTRACT
The development of organic materials with
application in optoelectronic devices, like
organic solar cells and organic light emitting
diodes, have shown a remarkable scientific
activity due to the relevance of these
technologies in the generation and rational use of
energy.[i] Essentially, organic-based
optoelectronic devices utilize heterogeneous
junction regions that dissociate excitons to
produce separated electrical charges. These
heterojunction regions may be bulk
heterojunctions or boundaries formed by an
electron donor layer and an electron acceptor
layer. An important alternative technique to
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
51
produce organic heterojunctions is electropolymerization. The deposition of organic
materials over a conducting substrate through electrochemical polymerization is a versatile
method that allows synthesizing a conducting film in one step. The technique permits to
obtain films with different forms and patterns, with easy control in the thickness. [,]
In this work we described the generation of porphyrin/porphyrin (Figure 1 a-b) and
porphyrin/C60 (Figure 1 c-d) photoactive heterojunctions by successive
electropolymerization steps. PCBZTPA-Zn and PCBZTPA porphyrins form donor (D) –
acceptor (A) electropolymerized bilayers over indium tin oxide (ITO) semitransparent
electrodes. Also we developed the synthesis of a functionalized C60 buckminsterfullerene
holding a carbazol residue C60-CBZ, that is able to form electrodeposited layers by cycling
voltammetry procedure. The deposition of C60-CBZ over PCBZTPA-Zn and PCBZTPA
polymeric films allowed the formation of D-A heterojunction by a simple methodology.
The formation of photoinduced charge separation states in the films is demonstrated by
surface photovoltage generation in both, modulated spectroscopy (Surface Photovoltage
Spectroscopy, SPV) and laser induced transient photovoltage. The results shown that the
electrochemical generated polymeric heterojunction are able to produce photoinduced and
charge separated states, and that could be useful in the design and construction of
optoelectronic devices.
[1] Henson, Z. B.; Müllen, K.; Bazan, G. C.; Nature Chemistry; 2012, 4 , 699-704.
[1] Lu, B.;Yan, J.; Xu, J.; Zhou, S.;Hu, X; Macromolecules. 2010, 43, 4599-4608.
[1] Xu, L.; Zhao, J.; Cui, C.; Liu, R.; Liu, J.; Wang, H; Electrochimica Acta. 2011, 56,
2815-2822.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
52
CELDAS SOLARES BASADAS EN PEROVSKITAS CONTENIENDO DIFERENTES
HALÓGENOS (Cl, Br, I) Y DIFERENTES ARQUITECTURAS
Belén Suárez (1,2)
, Victoria Gonzalez-Pedro (1)
, Teresa S. Ripollés (1)
, Rafael S. Sánchez (1)
,
Miguel Gervaldo (2)
, Luis Otero (2)
, Iván Mora – Seró (1)
(1) Grupo de Dispositivos Fotovoltaicos y Optoelectrónicos, Departamento de Física, Univesitat
Jaume I, 12071 Castelló, España.
(2) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río Cuarto, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
RESUMEN
Las Celdas Solares basadas en Perovskitas (PSSCs) constituyen un nuevo tipo de dispositivos que
han revolucionado la tecnología fotovoltaica por diferentes motivos, tales como su alta eficiencia
alcanzada (15-16%), su fácil preparación mediante procesos en solución a bajas temperaturas, y
bajos costos de producción [1].Se las denomina de este modo debido a que el haluro organometálico
cristaliza en el mismo sistema cristalino que la perovskita, cuya fórmula es ABX3 ,siendo A : catión
orgánico, B : Pb, Cd, Cs, y X : Cl, Br y/o I [2,3].
En este trabajo se reportan las características ópticas y los parámetros fotovoltaicos de PSSCs en las
cuales las perovskitas están constituidas por Metilamonio como catión orgánico, Pb como catión
inorgánico, y Cl, Br, I o una mezcla de éstos como halógenos, como así también el empleo de NS-
TiO2 y NS-Al2O3 como óxidos nanoestructurados. Cuando se emplearon perovskitas conteniendo
mezclas de I y Br en diferentes proporciones, se observó que, a medida que aumenta la proporción
Br/I, se observa un cambio de color de los dispositivos, desde el marrón oscuro hasta el amarillo.
Esto sugiere un desplazamiento del corte de la banda de Absorción hacia el azul y un aumento en el
band gap de la perovskita en cuestión, lo cual se confirmó mediante la medición de los espectros de
absorción. Además, esta absorción de luz fue más intensa cuando la perovskita contenía Cl. En la
determinación de los parámetros fotovoltaicos se observó que, independientemente de la presencia
de Cl y del óxido empleado, la Jsc disminuye a medida que aumenta la proporción Br/I. Además, la
presencia de Cl aumenta la Jsc con respecto a aquellas que no lo contienen. Sin embargo, no puede
predecirse un comportamiento preciso para el Voc con respecto a la proporción Br/I y al óxido
empleado.
[1] H. J. Snaith. J. Phys. Chem. Lett. 4 2013 3623-3630.
[2] J. H. Noh, S. H. Im, J. H. Heo, T. N. Mandal, S. Seok. Nano Lett. 13 2013 1764-1769.
[3] M. M. Lee, J. Teuscher, T. Miyasaka, T. N. Murakami, H. J. Snaith. Science 338 2012 643-647.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
53
ESTUDIO TEORICO UTILIZANDO DFT DE NANOCLUSTERS DE ORO
DOPADOS CON IMPUREZAS
R. M. Vega, S. M. Carrión y M. B. López
Centro de Investigaciones Fisicoquímicas, Teóricas y Aplicadas (CIFTA), Facultad de
Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Catamarca, Av. Belgrano 300,
(4700), Catamarca, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Propiedades cristalográficas, electrónicas y magnéticas de superficies.
RESUMEN
En el presente trabajo tiene por objetivo el estudio, basado en la Teoría del Funcional de la
Densidad (DFT), de las propiedades geométricas y electrónicas de un clusters de Au4
dopado con impurezas de metales de transición del grupo 3d y 4d.
La estructura geométrica energéticamente favorable se determina por el análisis de mínima
energía de distintos isómeros considerados y las propiedades electrónicas se determinan
por el estudio del gap de energía y a través de un análisis de los potenciales
electrostáticos. Todos los cálculos se han realizado aplicando funcionales que tienen en
cuenta los efectos relativistas propios de los metales de transición y la aproximación del
gradiente generalizado (GGA) según el formalismo del programa Gaussian03.
Nuestros resultados indican que el dopado al nanocluster de oro por metales de transición
provoca un aumento en la estabilidad energética de los sistemas y promueve la formación
de estructuras preferentemente 2D.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
54
Comunicaciones Posters
Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de
monocapas y estructuras de baja dimensionalidad..
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
55
ALEACIONES SUPERFICIALES COMO VÍA PARA CONTROLAR LA
INTERACCIÓN MOLÉCULA/SUSTRATO EN LA PRODUCCIÓN DE REDES
SUPRAMOLECULARES
L. Robino(1)
, M. Domínguez Rivera(2)
, A. Verdini(2)
, L. Floreano(2)
, L.M. Rodríguez(3)
,
J.D. Fuhr(3)
, J. E. Gayone(3)
y H. Ascolani(3)
(1) Instituto Balseiro, Av. E. Bustillo 9500, R8402AGP, Bariloche, Argentina.
(2) CNR-IOM, Laboratorio TASC, Basovizza SS14 Km. 163.5, I-34149 Trieste, Italy
(3) Centro Atómico Bariloche. CNEA y CONICET, Av. E. Bustillo 9500, R8402AGP,
Bariloche, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad
Se sabe que ciertas aleaciones de superficie permiten variar controladamente la reactividad
superficial mediante la concentración del elemento dopante. Este es el caso de la aleación
de superficie Sn/Cu(001), donde la deposición de Sn causa una notoria reducción de la
reactividad de la superficie Cu(001). El objetivo de nuestro trabajo es crear nuevas redes
supramoleculares 2D sobre la aleación Sn/Cu(001) a partir del control de la interacción
molécula-superficie.
En este trabajo presentamos los resultados obtenidos mediante STM, XPS y NEXAFS
sobre las propiedades de adsorción y autoensamblado de moléculas de 7,7,8,8 tetra-
cianoquinodimetano (TCNQ) sobre la reconstrucción (3 √ 2 × √ 2)R45◦ de la interfaz 0.5
MC Sn/Cu(001). El trabajo experimental se completó con cálculos usando métodos de
funcional densidad.
Se encontró que las TCNQ forman arreglos ordenados sobre la reconstrucción
(3 √ 2 × √ 2)R45◦ cuando la deposición de las moléculas se realiza con la muestra a 200◦ C.
A su vez, se observa hay un transferencia de carga que resulta en el llenado del LUMO.
A partir de los cálculos realizados se observa que la energía de adsorción de TCNQ sobre la
superficie Sn/Cu(001) disminuye unos 2 eV respecto a la superficie Cu(001) sin aleación.
Esto indica que la interacción molécula-sustrato disminuye significativamente por la
presencia de Sn.
Del análisis teórico surge además que habría una migración de átomos de Cu hacia la capa
de moléculas para formar una estructura bidimensional metal-orgánica Cu-TCNQ.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
56
ADSORCIÓN DE AMOXICILINA Y ETINILESTRADIOL SOBRE UN CARBÓN
NANOESTRUCTURADO UTILIZANDO MCM-22 COMO MATRIZ
INORGÁNICA
D. Barrera (1)
, J. Villarroel-Rocha(1)
, Juan C. Tara(2)
, Elena I. Basaldella(2)
, Rochel
Montero Lago(3)
, K. Sapag(1)
(1) Departamento de Física – Universidad Nacional del San Luis
Chacabuco 917, San Luis, Argentina.
(2) Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas – Universidad Nacional
de La Plata, 47 N° 257, CP: 1900 – La Plata. Argentina.
(3) Departamento de Quimica – Universidade Federal de Minas Gerais
Av. Antônio Carlos 6627 - Pampulha - Belo Horizonte, Brasil.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
Se obtuvo un carbón nanoestructurado a partir de la zeolita MCM-.22. El estudio de sus
propiedades texturales se llevó a cabo mediante isotermas de adsorción-desorción de N2 y
CO2 a 77 K y 273 K, respectivamente. El dióxido de carbono se usó con el objetivo de
obtener información complementaria acerca de su microporosidad estrecha dada la relación
de la misma con su aplicación como adsorbente. La microporosidad se estudió mediante la
aplicación de diferentes métodos/modelos (Dubinin Radushkevich (DR), αS-plot y la teoría
del Funcional de la Densidad (DFT)). El carbón templado obtenido se evaluó en la
adsorción en medio acuoso de amoxicilina y etinilestradiol y sus resultados se compararon
con otros materiales de carbón tales como un carbón activado comercial y un carbón
templado tipo CMK-3.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
57
CARACTERIZACIÓN DE PELÍCULAS DE C60 DEPOSITADOS SOBRE CU(111)
MEDIANTE ESPECTROSCOPÍA DE DISPERSIÓN DE IONES LENTOS.
F. Bonetto
(1,3), R. Vidal
(1,2), C. Bonin
(1,2) y J. Ferrón
(1,3)
(1) Instituto de Física del Litoral – CONICET Guemes 3450, Santa Fe, Argentina.
(2) Departamento de Física, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral. Santiago del
Estero 2829, Santa Fé, Argentina.
(3) Departamento de Materiales, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral. Santiago
del Estero 2829, Santa Fé, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN.
Las técnicas basadas en la dispersión de iones lentos (Low Energy Ion Scattering, LEIS)
son ampliamente utilizadas para la caracterización química y estructural de superficies. La
técnica tiene una alta sensibilidad superficial, siendo posible detectar fracciones de
monocapa utilizando bajas dosis, con un daño mínimo por irradiación. En particular, esto es
importante para superficies nanoestructuradas, en donde el daño por irradiación puede ser
importante y debe ser cuantificado. Una variante de la técnica, Direct Recoil Spectroscopy
(DRS) ha sido recientemente utilizada para estudiar el autoensamblado de moléculas
orgánicas sobre superficies metálicas [1].
En este trabajo nos proponemos encontrar las condiciones óptimas de irradiación (ion,
dosis, energía) para minimizar los daños por irradiación durante la adquisición de espectros
de LEIS en películas de C60 depositadas sobre Cu(111).
Las películas de C60 fueron depositadas sobre una superficie de Cu(111) por sublimación de
C60 desde una celda de Knudsen. Se utilizó espectroscopia de electrones Auger (AES) para
estimar el espesor de la película, y la presencia del plasmón característico de los enlaces π
en el espectro de EELS, como una medida de su calidad. En el caso de películas
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
58
ultradelgadas se utilizó la técnica de difracción de electrones de baja energía (LEED) para
obtener información de la estructura cristalina de la superficie.
Para analizar el daño por irradiación se estudió la evolución temporal de los espectros de
LEIS al bombardear con H+, He
+ y Ar
+ en el rango de 1 a 5 keV. La evolución del plasmón
característico de los enlaces π en el espectro de EELS con la dosis nos da una idea de la
integridad de las moléculas de C60.
En forma complementaria se contrastan tanto espectros de AES como imágenes LEED
tomadas antes y después del bombardeo para caracterizar la integridad de la muestra.
[1] L. Salazar Alarcón, J. Jia, A. Carrera, V.A. Esaulov, H. Ascolani, J.E. Gayone, E.A.
Sánchez, O. Grizzi. Direct recoil spectroscopy of adsorbed atoms and self-assembled
monolayers on Cu(001), Vacuum 105 (2014) 80.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
59
ESTUDIO TEÓRICO DE LA ADSORCIÓN Y DISOCIACIÓN DE ETANOL EN
SUPERFICIES DE β-Mo2C
M. N. Chasvin (2)
, G. P. Brizuela (1)
y C. Pistonesi
(1)
(1) IFISUR – Universidad Nacional del Sur, Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina.
(2) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad Nacional de La Pampa, Avda. Uruguay 151, Santa
Rosa, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN.
Una forma de obtener hidrógeno es a partir de la descomposición de alcoholes, como el
etanol, usando como catalizador carburo de molibdeno. Éste carburo presenta varias
ventajas como su costo respecto a otros catalizadores como el platino, la resistencia al
envenenamiento con azufre, la estabilidad térmica y larga vida.
Se estudió la reacción de adsorción de etanol sobre carburo de molibdeno (β- Mo2C) en
forma teórica mediante cálculos basados en la Teoría del Funcional de la Densidad. Se
analizaron diferentes sitios de adsorción en superficie terminada en Molibdeno y en
superficie terminada en Carbono, siendo la superficie terminada en Mo la más reactiva. El
sitio de adsorción energéticamente más favorable es el top, cuya energía de adsorción de -
0.92 eV que es comparable con el valor experimental de -0.89 eV reportado por Farkas [1]
por mediciones TPD.
También se estudió, partiendo del etanol adsorbido en el sitio top, su disociación en etoxy e
H adsorbido, se analizaron configuraciones de equilibrio para el etoxy y el átomo de H. Los
sitios preferenciales para el H resultaron ser los tri-coordinados. Luego del proceso de
disociación la energía del sistema se reduce en -1.18 eV y el etoxy se acerca a la superficie.
[1] Farkas, A. P., Solymosi, F., Surf. Sci. 601 (2007) 193-200.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
60
ESTUDIO DFT DEL EFECTO DEL SELENIO SOBRE LAS PROPEIDADES
MAGNETICAS DE FeSiAl(110)
V. Cardoso Schwindt
(2), V. Orazi
(1), P. Bechthold
(1,2), J. S. Ardenghi
(1,2), G. Brizuela
(1,2), E. González
(1,2), P. Jasen
(1,2)
(1) Departamento de Física – Universidad Nacional del Sur
Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina.
(2) IFISUR (UNS-CONICET)
Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
La adsorción de Se sobre la superficie de bajo índice (110) de la aleación FeSiAl es
estudiada utilizando cálculos DFT. El selenio se adsorbe en un sitio hueco tetra-coordinado
de la superficie con una energía con una energía de adsorción de -5.30 eV. Los átomos de
hierro en la aleación de FeSiAl presentan un menor momento magnético que los
correspondientes átomos de Fe BCC; la presencia del Se modifica este parámetro desde
2.34 B en la superficie pura a 1.64 B en el cubrimiento de 1 monocapa. La densidad de
estados presenta una disminución en la intensidad cerca del nivel de Fermi y la
contribución de estados de Se en la región de la banda d entre -6 y -1.8 eV y un pico
importante en -13.1 eV del 4s del Se, estabilizado después de la adsorción. Un fuerte enlace
Fe-Se es formado a expensas del enlace metálico a una distancia de 2.386 Å.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
61
ESTUDIO DFT DE LA ADSORCIÓN DE LA MOLECULA DE METANOL SOBRE
PtCo(111)
V. Orazi
(1), M. Sandoval
(1), G. Brizuela
(1,2), M. E. Pronsato
(1,2), P. Jasen
(1,2),
E. González(1,2)
(1) Departamento de Física – Universidad Nacional del Sur
Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina.
(2) IFISUR (UNS-CONICET)
Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
La adsorción de metanol sobre la superficie de bajo índice (111) de la aleación PtCo es
analizada utilizando cálculos DFT. La superficie elegida se debe a que es la más estable
dentro de los planos de bajo índice. Se calcularon los cambios en la estructura electrónica
de dicha superficie y de la molécula adsorbida como así también los enlaces después del la
adsorción. Se estudiaron los posibles pasos de la disociación de la molécula y los sitios
preferenciales de adsorción para las moléculas resultantes de la misma. Se encontró que la
molécula se adsorbe en varios sitios de alta simetría con valores similares de energía de
adsorción y que no todos las posibles formas de rompimiento de la molécula de metanol se
adsorben.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
62
ESTUDIO DE LAS ETAPAS INICIALES DEL CRECIMIENTO DE
PELÍCULAS ULTRA-DELGADAS DE ALF3 SOBRE Cu(111) MEDIANTE STM.
A.E. Candia,
(1) J.C. Moreno-López,
(1) L. Gómez,
(2) R.A. Vidal,
(1,3) M.C.G. Passeggi
(h),(1,4)
J. Ferrón (1,4)
(1) Laboratorio de Física de Superficies e Interfaces, Instituto de Física del Litoral
(CONICET-UNL), Güemes 3450, (3000) Santa Fe
(2) FCEIA e Instituto de Física de Rosario, Universidad Nacional de Rosario, CONICET,
(2000) Rosario
(3) Departamentos de Física y (4) Materiales, Facultad de Ingeniería Química, Universidad
Nacional del Litoral, Santiago del Estero 2829, (3000) Santa Fe
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
Mediante microscopia túnel de barrido (STM) en condiciones de ultra alto vacío
caracterizamos las primeras etapas del crecimiento de películas ultra-delgadas de AlF3
sobre Cu(111), utilizando también simulaciones de MonteCarlo para entender los rasgos
característicos del crecimiento en base a factores cinéticos y geométricos. Además,
comparamos los resultados con estudios realizados sobre Cu(100).
El crecimiento de AlF3 sobre Cu(111) presenta diferencias respecto de la deposición sobre
Cu(100). En ambos casos, se produce la formación de islas de forma fractal, con superficies
corrugadas y alturas similares, 0.25-0.30 nm. En el Cu(111) los escalones no se decoran
completamente como en el caso de Cu(100), aún a grandes recubrimientos (> 0.70 MC), las
islas son más grandes y hay una menor densidad. Mientras que la distancia promedio entre
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
63
islas de AlF3 y densidad de las mismas, para un recubrimiento de 0.40 MC en el Cu(111) es
de 25 nm y 1.0×1011
islas/cm2, para Cu(100) a partir de 0.25 MC habíamos obtenido
valores constantes de 17 nm y 1.5×1011
islas/cm2, respectivamente.
A partir de las simulaciones podemos decir que, mientras las moléculas individuales (ad-
moléculas) muestran una difusión isotrópica por “hopping” sobre Cu(111), las bi-
moléculas reconstruidas difunden a lo largo de tres direcciones privilegiadas, presentando
un cambio importante en la longitud de difusión (2 órdenes de magnitud en cantidad de
pasos de MC). Entonces, cuando se forman las bi-moléculas, estas se mueven a lo largo de
las tres direcciones de simetría de la red triangular del cristal de Cu(111); similar a lo que
ocurría sobre Cu(100) pero a lo largo de las dos direcciones de simetría de la red cuadrada
del mismo. Así, para Cu(111) las bi-moléculas muestran alta movilidad, y una vez formado
el núcleo crítico de las islas, la potencialidad de recibir nuevos aportes es 50 % mayor,
justificando el mayor tamaño y menor densidad de islas observados en los experimentos.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
64
COMPUESTOS JAULA Y FOTOSENSIBILIZADORES DE RUTENIO
INMOVILIZADOS EN SUPERFICIES DE TiO2
Rolando M. Caraballo, Florencia R. Villar y Luis M. Baraldo
INQUIMAE – Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Facultad
de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Ciudad Universitaria, Pab.
II, Piso 3 (C1428EHA), CABA, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
Los complejos de rutenio que poseen el ligando 2,2’-bipiridina (bpy) han demostrado ser de
interés para la fotoliberación de moléculas de interés biológico (compuestos jaula) debido a
que algunos de los mismos presentan una fotolabilidad bien establecida1. Por ejemplo, el
complejo [Ru(bpy)2py2]2+
(py=piridina) posee un rendimiento cuántico de 0,26 para la
fotoliberación de piridina2.
A su vez, el ligando fendiona (1,10-fenantrolina-5,6-diona) presenta la habilidad de unirse a
la superficie de óxidos de metales de transición, como TiO2, inmovilizando los compuestos
de coordinación que contienen dicho fragmento3. El aprovechamiento de dicha propiedad
para la inmovilización de esta familia de complejos sobre distintas superficies (como
nanopartículas o films mesoporosos) permitiría desarrollar una amplia variedad de
aplicaciones a través de su incorporación en estructuras complejas, como nanopartículas
cargadas con diferentes compuestos jaula para la fotoliberación coordinada.
Los objetivos de este trabajo son sintetizar y determinar las propiedades de complejos del
tipo [Ru(bpy)(fendiona)L2]2+
(con L= Cl-; SCN
-; y 4-AP, 4-aminopiridina) y
[Ru(bpy)2(fendiona)]2+
en solución; y demostrar su incorporación sobre distintas
superficies de TiO2.
En este trabajo presentamos la síntesis y caracterización de los compuestos mencionados, y
demostramos mediante distintas espectroscopías (UV-Vis, IR, fluorescencia) la
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
65
incorporación de complejos con el fragmento fendiona sobre sobre distintas superficies de
TiO2. La incorporación de compuestos de esta familia en distintas superficies y la
transferencia de las propiedades moleculares a las mismas sugiere que dichos compuestos
podrían ser capaces de liberar moléculas desde distintas superficies, así como sistemas de
interés para el desarrollo de celdas solares sensibilizadas por colorantes.
400 500 600 700 800 900
0,00
0,05
0,10
0,15
Absorcion
Excitacion
Emision
Longitud de onda (nm)
Ab
so
rba
nc
ia
0
800000
1600000
Inte
ns
ida
d d
e e
mis
ion
(AU
)
0 50 100 150 200 250 300
0,00
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
Ads, 5e-3, 30 °C
Des, 5e-3, 30 °C
A@
45
6
t (min)
[1] Zayat, L.; Calero, C.; Alborés, P.; Baraldo, L. M.; Etchenique R.; J. Am. Chem. Soc.,
125 (2003) 882.
[2] Pinnick, D. V.; Durham, B. Inorg. Chem., 23 (1984) 1440.
[3] Gaitán, M.; Gonçales, V. R.; Soler-Illia, G. J. A. A.; Baraldo, L. M.; Córdoba de
Torresi, S. I.; Biosens. & Bioelect., 26 (2010) 890-893.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
66
ADSORCIÓN MULTI-SITIO DE MOLÉCULAS LONGILÍNEAS CON
INTERACCIÓN DIFERENCIADA EN SUSTRATOS BIDIMENSIONALES:
ESTUDIO DE LA TRANSICIÓN ORDEN-DESORDEN VÍA SIMULACIÓN DE
MONTE CARLO.
G.J. Dos Santos, D.H. Linares, P. Longone y A. J. Ramirez Pastor
Departamento de Física – Universidad Nacional de San Luis-INFAP
Ejército de los Andes 950, San Luis, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
En este trabajo se presenta el estudio de la adsorción de moléculas interactuantes del tipo
“varillas rígidas” sobre redes cuadradas en 2D. Se consideran sólo interacciones a primeros
vecinos, las que se dividen en tres grupos: interacción “cabeza-cabeza”, interacción
“cabeza-lateral” e interacción “lateral-lateral”. Se analiza la transición isotrópico-nemática
y su dependencia con cada una de las interacciones mencionadas anteriormente.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
67
ESPECTROSCOPIA RAMAN “in-situ” DURANTE LA MODIFICACION DE
BORDES DE ESCALON EN ELECTRODOS DE HOPG
E. A. Franceschini(1)
y G. I. Lacconi(2)
(1) Gerencia Física (CAC) – Comisión Nacional de Energía Atómica. San Martín. Buenos Aires,
Argentina.
(2) INFIQC, Dto. Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba
Cdad. Universitaria, Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de baja
dimensionalidad.
RESUMEN
La activación de la superficie de HOPG (Highly Oriented Pyrolitic Graphite) es normalmente
relacionada con la formación de una película de óxido y puede lograrse mediante diferentes
métodos.
La espectroscopía SERS (Surface Enhancement of Raman Scattering) ha sido utilizada para
determinar el mecanismo de electroformación de partículas de Ag sobre superficies de HOPG, en
presencia de aditivos orgánicos [1]. La sincronización del registro espectral y del experimento
electroquímico (modalidad “in-situ”), permite el monitoreo del proceso de electrocristalización.
En este trabajo se presentan los resultados de espectroscopía Raman “in-situ” de la modificación
producida en zonas con alta densidad de bordes en HOPG. La oxidación de los bordes incorpora
grupos funcionales oxigenados, incrementando su reactividad. Así, la nucleación de partículas de
Ag se inicia en los defectos superficiales del HOPG, donde la selectividad en los bordes de
escalones está promovida por la capacidad de catalizar la transferencia de electrones a los iones Ag+
en solución [2]. Esta nucleación selectiva permite detectar cambios superficiales con alta
sensibilidad, mediante la exaltación de los modos vibracionales.
Los espectros Raman y SERS se llevaron a cabo en una celda electroquímica adecuada para ambas
mediciones, enfocando la radiación láser (632,8 nm) con un microscopio confocal. La
electrodeposición de nanopartículas de Ag se realizó mediante la aplicación de pulsos múltiples de
potencial. Durante la oxidación anódica de los bordes, se observa una disminución de la intensidad
de la banda D, efecto que continúa durante la nucleación y el crecimiento lento de las cristalitas de
Ag. Sin embargo, se observan notables cambios en la intensidad de las bandas D y D´ (1369 y 1613
cm-1
), además del ensanchamiento de la banda G (1580 cm-1
), durante la disolución de las
partículas.
[1] C.I. Vázquez, G.F.S. Andrade, M.L.A. Temperini, G.I. Lacconi, J. Phys. Chem. C 118 (2014)
4167-4180
[2] R. Penner en “Modern Aspects of Electrochemistry” Vol 45, R.E. White Ed., Springer, New
York (2009).
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
68
ADSORCIÓN DE O2 SOBRE SUPERFICIES CunML/Ru(0001) (n=1,2,∞)
M. Ramos
(1), C. Díaz
(2), F. Martín
(2,3), A. E. Martínez
(1) y H. F. Busnengo
(1)
(1) Grupo de Fisicoquímica en Interfases y Nanoestructuras – Instituto de Física Rosario (CONICET -UNR)
Bv. 27 de Febrero 210bis, Rosario, Argentina.
(2) Departamento de Química - Facultad de Ciencias – Universidad Autónoma de Madrid
Francisco Tomás y Valiente 7, Ciudad Universitaria de Cantoblanco, Madrid, España.
(2) Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA-Nanociencia)
Francisco Tomás y Valiente 7, Ciudad Universitaria de Cantoblanco, Madrid, España.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
La combinación de técnicas de deposición atómica (PVD) y caracterización de resolución
atómica (HAS, STM) hace posible el diseño y fabricación a demanda de superficies con
propiedades químicas particulares. Hoy en día es posible modificar de manera selectiva la
composición de la capa atómica más externa del una superficie metálica mediante el
crecimiento pseudomórfico de monocapas de átomos de una especie diferente, o bién por la
deposición controlada de clusters que van desde nanopartículas compuestas por miles de
átomos hasta átomos individuales aislados, cambiando así su reactividad. Es por esta razón
que durante los últimos años, debido a su gran potencialidad para aplicaciones tecnológicas,
las aleaciones superficiales han ganado popularidad entre las comunidades de nuevos
materiales y catálisis heterogénea.
En este trabajo se estudian las propiedades electrónicas, aspectos dinámicas y energéticos
de la reacción de una molécula de O2 en interacción con monocapas pseudomórficas de Cu
depositadas sobre Ru(0001). Se utilizan cálculos de estructura electrónica basados en la
Teoría del Funcional Densidad (DFT) para muestrear la superficie de energía potencial
(PES) de interacción de los sistemas O2-Cu1MLRu(0001), O2-Cu2MLRu(0001) y O2-Cu(111).
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
69
Se encuentra que en todos los casos la disociación de la molécula de oxígeno sobre la
superficie es un proceso activado y que las barreras de activación aumentan cuando se
incrementa el número de ML de Cu depositadas sobre el sustrato.
Además se realizan simulaciones de dinámica molecular clásica bajo la aproximación de
sustrato rígida y utilizando el modelo de Osciladores Generalizados de Langevin, para el
cálculo de la probabilidad de adsorción de O2 sobre Cu1MLRu(0001), poniendo en
evidencia que la transferencia de energía molécula-superficie juega un rol determinante en
la dinámica de adsorción de este sistema. Estos resultados se comparan con los obtenidos
experimentalmente por Minniti et. al. [1] para los mismos sistemas.
[1] Minniti et. al., J. Chem. Phys. 137, 074706 (2012).
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
70
ADSORCIÓN DE MOLÉCULAS POLIATÓMICAS EN PRESENCIA DE TRANSICIONES DE FASE
ORIENTACIONALES: TEORÍA Y SIMULACIÓN DE MONTE CARLO
D. A. Matoz-Fernandez,
(1) , D. H. Linares
(1) y A. J. Ramirez-Pastor
(1)
(1) Departamento de Física, Instituto de Física Aplicada, Universidad Nacional
de San Luis-CONICET, Ejercito de los Andes 950 (5700) San Luis, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de
baja dimensionalidad.
RESUMEN.
La adsorción de moléculas poliatómicas ha tenido un impacto notable en ciencia e
ingeniería, manteniendo un continuo crecimiento en cuanto a desarrollo tecnológico se
refiere. Debido a esto existe una necesidad intrínseca de conocer los mecanismos
involucrados en tales procesos, por lo que se han desarrollado modelos teóricos y
simulaciones computacionales (Monte Carlo, Dinámica Molecular, etc.) que permiten una
mejor comprensión de este proceso. La información más básica que se puede obtener de un
proceso de esta naturaleza es, la Isoterma de Adsorción, la misma representa el número de
moléculas depositadas sobre la superficie en función de la presión o el potencial químico.
En este sentido una de las contribuciones más tempranas fue desarrollada por Langmuir
[1918], dejando así las bases sentadas para nuevas teorías que incluyeran el carácter
poliatómico de las moléculas, por ejemplo Flory-Huggins [1942]; Guggenheim-Di
Marzio[1961].
Estas teorías consideran que las moléculas adsorbidas pueden solo depositarse en
forma isotrópica, pero un estudio más detallado vía simulación de Monte Carlo en el marco
de los modelos de gas de red ha mostrado fuerte evidencia numérica de una transición de
desorden-orden a cubrimientos intermedios, para moléculas de tamaño k>6. Esto abre una
pregunta interesante: ¿Cómo influye los efectos anisotrópicos en el mecanismo de
adsorción? En este trabajo presentamos un nuevo modelo teórico para la adsorción de
moléculas poliatómicas con el cual es posible introducir los efectos orientacionales
observados en las simulaciones computacionales.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
71
ESTUDIO DE SUPERFICIES DE GRAFITO CON SILICIO ABSORBIDO PARA
EL ALMACENAMIENTO DE LITIO
M. Otero
(1,2), D. Barraco
(2), M.I. Rojas
(1) y E. P. M. Leiva
(1)
(1) Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Nacional de Córdoba.
(2) Facultad de Astronomía, Matemática y Física, Universidad Nacional de Córdoba.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
Los sistemas de almacenamiento de energía son de gran relevancia actual debido a su
aplicación tecnológica en los dispositivos electrónicos portátiles. En este ámbito las baterías de Ion
Litio han copado el mercado debido a su seguridad, durabilidad, precio, densidad de carga, etc. El
próximo reto de las baterías es su aplicación en los vehículos eléctricos y en el almacenamiento a
gran escala de energías renovables. Para poder remplazar a los hidrocarburos es necesario que las
baterías almacenen una mayor cantidad de energía por unidad de masa y por unidad de volumen.
Actualmente los ánodos de las baterías de Ion Litio son fabricados en base al grafito que
presenta una capacidad de almacenamiento de alrededor de 372 mAh/g, incluso luego de mil de
ciclos de carga y descarga. El Silicio surge como una alternativa de interés industrial debido a que
presenta una capacidad teórica de 4008 mAh/g y es un material abundante en la corteza terrestre.
Sin embargo los ánodos de silicio tienen la desventaja de variar notablemente su volumen al
cargarse y descargarse llevando a un marcado deterioro de los mismos luego de pocos ciclos de
funcionamiento de la batería. Existen muchos trabajos experimentales que proponen diferentes
combinaciones y estructuras de Silicio y Grafito que generan materiales con una gran capacidad y
buena ciclabilidad [1].
En el presente trabajo estudiamos la litiación de superficies de grafito con silicio absorbido
en base a cálculo de primeros principios. Se analizan superficies con bajo cubrimiento de silicio
para comprender la interacción entre átomos de Si y las primeras capas del grafito. Luego se estudia
la absorción de Litio sobre estas estructuras en comparación con la absorción sobre una superficie
de grafito puro. Esto permite comprender cómo el Si modifica la superficie del grafito y afecta la
posterior adsorción del Li sobre la misma. Los cálculos fueron realizados con el paquete Quantum-
Espresso que funciona en base a la Teoría de la Densidad Electrónica con ondas planas. La energía
de corte de las ondas planas fue de 480 eV. Se utilizaron pseudopotenciales ultrasoft y los efectos
de correlación e intercambio fueron descriptos mediante la aproximación GGA. Para modelar el
sistema se empleó una celda de 3 láminas de grafeno separadas por 15 Angstrom que representan la
superficie del grafito, y la grilla de puntos k utilizada fue de 3 × 3 × 2.
[1] M. L. Terranova, S. Orlanducci, E. Tamburri, V. Guglielmotti, M. Rossi, Journal of
Power Sources, 246 (2014) 167-177
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
72
Figura 1: INA adsorbido en Au(111)
ESTUDIO DFT DE SAMS DE ÁCIDO ISONICOTÍNICO SOBRE Au(111)
M.L. Para
(1), O.E. Linarez Pérez
(1), M. López Teijelo
(1), M.I. Rojas
(2)
(1) INFIQC - Departamento de Fisicoquímica – Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de
Córdoba. Haya de la Torre y Medina Allende. Ciudad Universitaria. 5000 Córdoba, Argentina.
(2) INFIQC - Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de
Córdoba – Ciudad Universitaria, 5000 Córdoba, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de baja
dimensionalidad.
RESUMEN
Las propiedades de las monocapas autoensambladas
(SAMs) son de relevancia tecnológica, ya que poseen
propiedades y reactividades diferentes a las de las
superficies sin modificar. Estas superficies tienen
importancia en el área de biosensores y dispositivos
biomédicos, por lo cual es de gran importancia
caracterizar la superficie y obtener información sobre la
estructura, estabilidad y reactividad. Desde el punto de
vista experimental, Amatore [1] sugiere que el
comportamiento electroactivo de estas superficie se
asemeja al de un arreglo de microelectrodos, siendo la
zona electroactiva el área libre expuesta de la
superficie.
En el presente trabajo se estudian submonocapas
ordenadas de ácido isonicotínico (INA) sobre
superficies mono-cristalinas de (111)Au mediante
cálculos de Teoría del Funcional Densidad (DFT) empleando el código SIESTA.[2] La
aproximación de estudiar estructuras ordenadas de INA sobre (111)Au en función del
cubrimiento, se fundamenta en que los grupos funcionales están cargados, generando
interacciones laterales repulsivas.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
73
Primero se investigó como se adsorbe la molécula, que grupos funcionales intervienen,
cuales son los sitios de adsorción preferenciales, la energía de adsorción y las cargas, lo que
permite conocer la estructura y estabilidad de las superficies modificadas.
Luego se estudiaron distintas estructuras ordenadas de INA sobre (111)Au con simetría 3vC
a diferentes cubrimientos: 4 4p 0.0625 ; 7 7 19.1ºR 0.14 ; (2 2)p
0.25 ; 3 3 30ºR 0.33 . En todos los casos la superficie se representó mediante
una lámina con 4 planos de Au, con condiciones periódicas de contorno en x, y, z, como se
puede ver en la Figura 1.
[1] C. Amatore, J. M. Saveant, D. Tessier, J. Electroanal. Chem. 147 (1983) 39.
[2] J.M. Soler, E. Artacho, J.D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-
Portal, J. Phys: Condens. Matter 14 (2002) 2745.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
74
NANOHILOS DE FENI ELECTRODEPOSITADOS EN MEMBRANAS DE
ALÚMINA POROSA
M. C. Blanco
(1,2), D. A. Pedernera
(3), M. S. Viqueira
(2), N. Bajales
(2), S. Urreta
(3)
y P. G. Bercoff(2,3)
(1) Facultad de Ciencias Químicas – Universidad Nacional de Córdoba, Haya de la Torre s/n, Ciudad
Universitaria, Córdoba, Argentina
(2) Instituto de Física Enrique Gaviola. IFEG – CONICET - UNC
(3) Facultad de Matemática, Astronomía y Física – Universidad Nacional de Córdoba
Medina Allende s/n, Ciudad Universitaria, Córdoba, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad
RESUMEN
En este trabajo se presenta la fabricación y la caracterización estructural y magnética de
nanohilos de Fe1-xNix para x ~ 0.1, 0.5 y 0.8, sintetizados por electrodeposición AC sobre
soportes de alúmina porosa altamente ordenada, con diámetro de poros de 20 nm.
Por microscopía de barrido electrónico se observa un arreglo altamente ordenado de
nanohilos inmersos en el soporte de alúmina. Una vez liberados del soporte se observa que
los nanohilos son uniformes y tienen un diámetro promedio de 20 nm y largo de 1 m.
Usando un espectrómetro dispersivo en energía se determinaron las composiciones Fe93Ni7,
Fe53Ni47 y Fe18Ni82 y mediante difracción de polvos de Rayos X se determinaron los
parámetros estructurales de las aleaciones obtenidas.
Los ciclos de histéresis magnética de los arreglos ordenados se midieron con un
magnetómetro de muestra vibrante a temperatura ambiente, y variando el ángulo entre el
eje longitudinal de los hilos y el campo magnético aplicado. Se observa que las propiedades
magnéticas son fuertemente dependientes de la microestructura y la geometría de los
arreglos.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
75
SIMULACIÓN DE LA DESORCIÓN TÉRMICA DE ADSORBATOS
DESDE UNA SUPERFICIE METÁLICA
C. Ramírez(1,2)
y H.F. Busnengo(1,2)
(1) Instituto de Física Rosario (CONICET-UNRosario)
Bv. 27 de Febrero 210Bis, Rosario, Argentina.
(2) Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la UNRosario
Av. Pellegrini 250, Rosario, Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
La energía de adsorción de átomos y moléculas sobre superficies puede medirse con
métodos calorimétricos y más usualmente, a través de experimentos de desorción térmica
programada (TPD). En este último caso, se incrementa linealmente la temperatura con el
tiempo hasta provocar la desorción completa de las “partículas” previamente adsorbidas.
Luego, a través del uso de modelos cinéticos ad-hoc, se ajusta la dependencia del flujo de
partículas desorbidas en función de la temperatura con una fórmula analítica y se determina
la energía de adsorción [1]. En el caso de sistemas complejos (adsorbatos con fuertes
interacciones mutuas) la elección y uso de tales modelos simples conlleva cierta
arbitrariedad y el significado físico real de los parámetros de ajuste óptimos es a veces,
poco claro.
En este trabajo se presentan resultados de simulaciones de experimentos de TPD
para un sistema modelo consistente en moléculas de N2 inicialmente adsorbidas
molecularmente sobre W(100), despreciando la posible eventos de disociación durante el
calentamiento. Al tratarse de eventos “poco frecuentes”, la simulación se realiza a través
del método de dinámica molecular acelerada [2] y utilizando un termostato de Langevin.
Con el objeto de poner a prueba el método, se considera una monocapa de pseudoátomos
(sin estructura) con la masa de las moléculas de N2, ubicadas inicialmente en sitios de
adsorción equivalentes. El potencial de interacción entre los átomos de la superficie es del
tipo Finnis-Sinclair [3] y la interacción entre las moléculas con la superficie se representa
como una suma de potenciales de pares tipo Morse. Para la interacción entre las partículas
adsorbidas se consideró un potencial de interacción puramente repulsivo cuyo rango es
variado para determinar su influencia sobre los espectros resultantes.
[1] Principles of adsorption and reactions on solid surfaces. R.I. Masel. Wiley series in Chemical
Engineering 1996.
[2] K.E. Becker, M.H. Mignongna, y K.A. Fichthorn, Phys. Rev. Lett. 112 (2009) 046101.
[2] X.D., Y Kong, J.H. Li and B.X. Liu, J.Phys, Condens Matter 18 (2006) 4527-4542
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
76
ARCILLAS PILAREADAS DE HIERRO COMO ADSORBENTES DE
ANTIBIÓTICOS
M.E. Roca Jalil
(1), M.T. Baschini
(1), R. Montero Lago
(2), K. Sapag
(3)
(1) Grupo de Estudios en materiales adsorbentes. PROBIEN–CONICET. Universidad Nacional del Comahue
Buenos Aires 1400, Neuquén, Argentina.
(2) Departamento de Química––ICEx, Universidade Federal de Minas Gerais, Av. Antonio Carlos 6627,
Belo Horizonte, Minas Gerais 31270-901, Brazil.
(3) Laboratorio de Sólidos Porosos. Instituto de Física Aplicada – CONICET. Universidad Nacional de
San Luis. Chacabuco 917, CP 5700. San Luis, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN.
Durante las últimas décadas, se han encontrado y determinado diferentes compuestos
orgánicos como antibióticos, hormonas y esteroides en cursos de agua y suelos. La
presencia de los mismos en el ambiente se encuentra asociada principalmente a su uso
masivo tanto en salud humana como en veterinaria [1,2]. Si bien estos compuestos no son
en sí mismos nocivos para la salud, es necesario proponer estrategias que permitan
extraerlos del ambiente mediante procesos sencillos y económicos dentro de los cuales la
adsorción es una alternativa sumamente viable.
Estudios previos mostraron que las arcillas pilareadas de aluminio (Al-PILC) pueden ser
una propuesta interesante de adsorbentes para compuestos orgánicos desde medios acuosos
con la ventaja principal de su hidrofobicidad [3].
En el presente trabajo se presenta la síntesis y caracterización de una arcilla pilareada con
hierro (Fe-PILC) a partir de una bentonita patagónica. Los resultados mostraron que el
material obtenido posee una superficie específica aparente de casi 3 veces la
correspondiente a la arcilla natural con un considerable desarrollo de microporos en su
estructura. El material sintetizado fue testeado en la adsorción de dos antibióticos:
tetraciclina (TC) y amoxicilina (AMOX), evidenciando una mayor adsorción frente al
material natural en las condiciones estudiadas en cada caso. Para ello se obtuvieron las
isotermas de adsorción de TC y AMOX sobre Fe-PILC, las que fueron modeladas
mediante las ecuaciones de Langmuir y Freundlich indicando que los comportamientos en
la adsorción son diferentes para las dos moléculas.
[1] K.J Kümmener Environ. Manage. 90 (2009) 2354.
[2] A.K. Sarmah, M.T. Meyer, A.B.A. Boxall. Chemosphere 65 (2006) 725.
[3] M.E. Roca Jalil, R. Vieira, D. Azevedo, M. Baschini, K. Sapag. App.Clay Sci.71 (2013)
55.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
77
ESTUDIO DE LA ADSORCION DE LA DROGA CISPLATINO SOBRE SILICE
FUNCIONALIZADA
A. Díaz Compañy
(1, 2), G. Brizuela
(1) y S. Simonetti
(1,2)
(1) Departamento de Física -Universidad Nacional del Sur– IFISUR-CONICET
Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina.
(2) Departamentos de Ciencias Básicas e Ingeniería Mecánica- Facultad Regional Bahía Blanca
Universidad Tecnológica Nacional
11 de Abril 446, Bahía Blanca, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y estructuras de baja
dimensionalidad.
RESUMEN
Las matrices de sílice ofrecen una textura abierta con elevada superficie específica y porosidad para
albergar moléculas de fármacos. Estas características las convierte en matrices susceptibles para la
liberación controlada del fármaco aumentando así la efectividad del mismo y evitando los efectos
secundarios indeseables. Por otro lado, las paredes de los poros de la sílice pueden funcionalizarse
con una amplia variedad de especies químicas y de este modo lograr modificar sus propiedades de
adsorción.
Estudios teóricos previos mostraron que la adsorción de cisplatino es débil sobre una superficie
hidratada SiO2(100), la molécula presenta pequeñas interacciones con los grupos oxhidrilos
superficiales y el proceso de hidrólisis no es favorable sobre dicha superficie. Con la finalidad de
mejorar las propiedades de la sílice como soporte de esta droga, en el presente trabajo estudiamos la
adsorción de cisplatino sobre una superficie SiO2(100) modificada con las especies químicas K, Mg
y NH2, respectivamente, mediante cálculos computacionales de primeros principios. En general, se
observa que la energía del sistema y la distancia molécula/superficie se reducen cuando la adsorción
se lleva a cabo sobre la superficie modificada. La hidrólisis es un proceso favorable en la superficie
SiO2(100) funcionalizada. La adsorción de cisplatino se ve más favorecida sobre la superficie
modificada con el grupo funcional NH2. El cambio en la densidad electrónica del absorbato y del
subtrato afecta positivamente a la fuerza de absorción de la molécula de cisplatino y sus complejos.
La principal superposición poblacional corresponde a las interacciones Cl-N y Cl-Si producidas
durante la adsorción de la molécula cis[PtCl2(NH3)2] y el complejo cis[PtCl(NH3)2]+, y las
interacciones Pt-O, Pt-Si, Pt-H originadas durante la adsorción del complejo cis[Pt(NH3)2]2+
.
Después de la adsorción, la fuerza de los enlaces superficiales N-Si, Si-O y N-H cambia
favoreciendo la interacción molécula/complejos-superficie.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
78
COMPARACION DE LA RESPUESTA ELECTROQUIMICA DE MONOCAPAS
ELECTRACTIVAS ADSORBIDAS SOBRE DISTINTOS SUSTRATOS DE ORO
Ma. Fernanda Stragliotto, Sergio A. Dassie, Carla E. Giacomelli
INFIQC. Departamento de Fisicoquímica. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad
Nacional de Córdoba. Ciudad Universitaria. X5000HUA. Córdoba. Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento de monocapas y
estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
La modificación de sustratos sólidos con mediadores redox, como por ejemplo ferroceno y
sus derivados, permite mejorar la detección electroquímica de H2O2, comúnmente utilizado
para evaluar la actividad biológica superficial de enzimas oxidorreductasas. El uso de
mediadores redox tiolados, constituye una estrategia sencilla para generar monocapas
electroactivas sobre sustratos de oro, que también pueden ser fácilmente modificados con
otras funcionalidades para adsorber enzimas.
El objetivo de este trabajo, es comprar la respuesta electroquímica de sustratos de oro
policristalino (Au) y monocristalino Au(111) modificados con monocapas simples de
ferroceno tiolado (FcSH) y mixtas de FcSH y ácido 3-mercaptopropanoico (3-COOH) o
ácido 6-mercaptohexanoico (6-COOH).
Los electrodos de Au y Au(111) se modificaron por inmersión en soluciones de distintas
concentraciones y proporciones de FcSH, 3-COOH y 6-COOH en Cl2CH2 durante 15h a
25°C. Las modificaciones superficiales se evaluaron por voltamperometría cíclica
utilizando los sustratos de oro modificados como electrodo de trabajo, Ag/AgCl/KClsat
como referencia y platino como contraelectrodo, a distintas velocidades de barrido y
utilizando diferentes electrolitos.
Los electrodos de Au y de Au(111) modificados con FcSH, FcSH/3-COOH y FcSH/6-
COOH mostraron señales de oxidación entre 0,30V y 0,35V y de reducción entre 0,28V y
0,30V, indicando que la presencia de los grupos superficiales COO- no altera el
comportamiento electroquímico de la especie electroactiva. Sin embargo, en los
voltamperogramas realizados con Au se observaron señales anchas, producto de la
contribución de las distintas caras expuestas del sustrato para formar la monocapa. La
modificación superficial con las monocapas electroactivas es muy estable, permitiendo
realizar una gran cantidad de ciclados en la ventana de potencial correspondiente a la
reacción de óxido-reducción de ferroceno. El comportamiento general muestra que la forma
de los voltamperogramas depende de la velocidad de barrido, particularmente a altos grados
de cubrimiento superficial o con bajas concentración de electrolito.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
79
ESTUDIO DE ADSORCION DE CO2 Y CH4 EN MATERIALES NANOESTRUCTURADOS (CMK-3) POR
MEDIO DE SIMULACION DE MONTE CARLO
V. Yelpo, V. Cornette, J.C.A. de Oliveira, D. Barrera, R.H. López
Dpto. de Física, Instituto de Física Aplicada, Universidad Nacional de San Luis- CONICET, Ejército de
Los Andes 950, (D5700HHW), San Luis, ARGENTINA
E-mail: [email protected]
Área Temática: Adsorción de átomos y moléculas.
RESUMEN
Los problemas energéticos y ambientales han creado la necesidad de diseñar nuevos
materiales que puedan ser usados en procesos más eficientes con una elevada selectividad.
Los carbones nano-estructurados (CN) han atraído la atención debido a sus propiedades
fisicoquímicas, las cuales son útiles en diversas aplicaciones tales como: procesos de
separación (CH4/CO2 y N2/O2), almacenamiento de gases (CH4 y H2), captura de gas (CO2)
y almacenamiento de energía como electrodos de baterías y supercapacitores. Estos
sistemas, comparados con los de poros desordenados, permiten un control preciso sobre las
dimensiones y arreglos de los poros, lo cual es vital para aplicaciones que requieren
selectividad en tamaño y forma, organización del material y accesibilidad de poros.
En este trabajo, se presenta un modelo molecular que permite estudiar carbones meso-
porosos nano-estructurados (tipo CMK-3), el cual trata de describir la morfología y
topología del poro en una forma más realista. Las simulaciones de adsorción del gas fueron
realizadas utilizando el método de simulación de Monte Carlo en la asamblea gran
Canónica para caracterizar los carbones ordenados.
Los resultados de adsorción de CH4 y CO2 a 298 K para altas presiones muestran un buen
acuerdo con los datos de las isotermas experimentales. Este primer paso de vincular la
simulación a la síntesis y caracterización de esta clase de materiales es la base para
optimizar sus posibles aplicaciones. Adicionalmente, los resultados para la distribución de
tamaños de poro fueron comparados con los obtenidos por medio del método de QSDFT
considerando poros de geometrías simples (cilíndrica y slit).
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
80
Comunicaciones Posters
Reacciones químicas en superficies.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
81
INFLUENCIA DEL HIDROGENO PRE-ADSORBIDO EN LA ADSORCION Y
DISOCIACION DE CO SOBRE Fe(1 0 0): ESTUDIO EN DFT
S. Amaya-Roncancio, D. Linares, G. Lerner, K. Sapag
INFAP-CONICET-San Luis- Departamento de Física – Universidad Nacional de San Luis
Universidad Nacional de San Luis - Ejercito de Los Andes 950 - D5700HHW - San Luis - Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Empleamos cálculos sobre la base de la teoría del funcional de la densidad con polarización
de spin para caracterizar la disociación directa y la disociación asistida de CO en Fe (100),
así como la adsorción de CO con hidrógeno pre-adsorbido y la adsorción asociativa de
hidrógeno. Bajo coadsorción de H, la disociación y adsorción de CO se ve favorecida
cinéticamente sobre Fe (100). Por otro lado, el H coadsorbido facilita en gran medida la
disociación de CO a través de la formación de CHO. La barrera de energía disminuye hasta
un mínimo de 0.9eV por asistencia de H. De otro modo, la adsorción disociativa de H2
sobre Fe(100) muestra ser un proceso no activado, favoreciendo el cubrimiento de H en la
superficie y la creación de complejos HCO para la formación de carboxilos y radicales O.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
82
MODELADO DE LA REACCION DE REDUCCION DE OXIGENO EN UNA
SUPERFICIE MIXTA DE Pt-Au
M. D. Arce
(1) y P. M. Quaino
(2)
(1) Grupo Caracterización de Materiales – Centro Atómico Bariloche - CNEA
Avda. Bustillo 9500, San Carlos de Bariloche, Argentina.
(2) Programa de Electroquímica Aplicada e Ingeniería Electroquímica - Facultad de Ingeniería Química
Universidad Nacional del Litoral
Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
La reacción de electro-reducción de oxígeno (orr) es ampliamente estudiada en el área de la
electroquímica principalmente dado a que es la reacción que se produce en los cátodos de
las celdas de combustible (FC). El principal inconveniente que presenta la misma es que, al
día de hoy, la pérdida en cuanto a rendimiento que presenta una FC está ligada en gran
medida a la cinética lenta de esta reacción aún en el mejor electrocatalizador conocido en la
actualidad, que lo constituye el Pt. Teniendo esto en cuenta es que se han probado una gran
cantidad de nuevos materiales para cátodo, siendo uno de los más promisorios el uso de
materiales bimetálicos. En este contexto el presente trabajo aborda el estudio de este tipo de
materiales, en particular la combinación Pt-Au (la cual ha demostrado tener buenos
resultados experimentales [1,2]) desde el punto de vista de la teoría del funcional densidad
(DFT) para comprender los procesos que ocurren en la interfase de estos materiales.
Se analizaron para ello los sistemas puros (Au y Pt) y mixtos con diferentes proporciones
metálicas: Pt33Au66 y Pt66Au33. Las densidad de estado proyectadas (PDOS) de la primera
capa atómica mostraron que existe un desplazamiento hacia el nivel de Fermi al aumentar
la proporción de Pt, lo que indicaría que estos materiales son propicios como catalizadores.
A su vez, para analizar la orr, fue necesario observar en detalle cuál es el comportamiento
de cada uno de los posibles intermediarios de reacción al interaccionar con la superficie
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
83
metálica (Fig. 1-a). Se encontró que los intermediarios O2(ad) y OH(ad) serían cruciales para
determinar la capacidad catalítica de la superficie por lo que se realizaron caminos de
mínima energía para los procesos O2 O2(ad) OH(ad). El sistema Pt66Au33 demostró
tener incluso mejores propiedades catalíticas frente a la orr que el Pt puro (Fig. 1-b).
Figura 1. a) Energías de adsorción de los distintos intermediarios sobre los diferentes
sistemas. b) Camino de mínima energía para el proceso de adsorción disociativa de O2 en la
superficie Pt66Au33.
[1] J. Zhang, K. Sasaki, E. Sutter, R. R. Adzic. Science, 315 (2007), 220.
[2] M. Van Brussel, G. Kokkinidis, I. Vandendael, C. Buess-Herman. Electrochem.
Commun., 4 (2002), 808-813.
a) b)
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
84
ADSORCION DE PROPILENO SOBRE VSbO4 (110) NO ESTEQUIOMETRICO
H. Seitz
(1), A. Juan
(1), G. Brizuela
(1) y B. Irigoyen
(2)
(1) IFISUR-CONICET, Avda. Alem 1253, Bahía Blanca, Argentina.
(2) Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Buenos Aires, Pabellón de Industrias,
Ciudad Universitaria, Capital Federal, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Alrededor del 90% del acrilonitrilo producido a nivel mundial se obtiene por amoxidación de
propileno, mediante la reacción:
CH2=CH-CH3 + NH3 + 3/2 O2 CH2=CH-CN + 3H2O
La reacción involucra un complejo mecanismo de reacción. Primeramente, el amoníaco interactúa
con centros activos, generando un sitio de amoxidación. La primera especie activa se forma a
partir del amoníaco como NH. Seguidamente, se adsorbe el alqueno, formando un complejo alílico
(mediante la abstracción de un hidrógeno α del hidrocarburo).
En este trabajo se presenta el estudio de la adsorción de propileno sobre la superficie VSbO4(110)
no estequiométrica (Fig. 1), de fórmula V0.92Sb0.92□0.16O4 (□: vacancias catiónicas) [1]. Se
consideraron dos tipos de sitios superficiales (V y Sb), y dos formas de aproximación del propileno
a la superficie: perpendicular y paralela. Se realizaron cálculos de energía de adsorción, distancias
de enlace y optimización geométrica, mediante cálculos químico-cuánticos autoconsistentes
llevados a cabo utilizando la teoría DFT, implementada en el paquete Vienna Ab-Initio Simulation
Package (VASP) [2,3].
Los resultados indican que la aproximación paralela de propileno al sitio Sb de la superficie
VSbO4(110), conduce a la geometría energéticamente más estable, y presenta menores distancias
de enlace propileno-Sb (Fig. 1). Esta geometría además, permite la adsorción simultánea de NH3 en
el sitio V (sitio de adsorción preferencial del NH3), para la posterior amoxidación del propileno
hacia acrilonitrilo.
Mediante cálculos de Densidad de Estados se exploraron las interacciones entre el propileno y los
átomos superficiales, para la configuración más estable. Se observan interacciones de orbitales 2p
del átomo terminal de C que forma parte del doble enlace, con estados Sb(5s) y Sb(5p). No se
encontró interacción entre los átomos de H de los grupos CH3 y CH2 con el átomo superficial de Sb
(Fig. 2). Se presenta una importante distorsión geométrica del átomo superficial de Sb.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
85
Figura 1. Adsorción paralela de propileno sobre la superficie VSbO4(110) no estequiométrica, sitio
Sb.
Figura 2. DOS de los orbitales atómicos seleccionados del C3 y Sb.
Adsorción de propileno paralelo a Sb.
[1] S. Hansen, K. Stahl, R. Nilsson, A. Andersson, J. Solid State Chem. 102 (1993) 340−348.
[2] G. Kresse, J. Furthmüller, http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/vasp.html.
[3] G. Kresse, J. Furthmuller, Comput. Mater. Sci. 6 (1996) 15-50.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
86
ESTRUCTURACION DE POLIMEROS DUROS Y BLANDOS UTILIZANDO
INTERFERENCIA LASER DIRECTA: EFECTO DE LA FLUENCIA APLICADA
M.F. Broglia (1,2*)
, M.A. Molina(1*)
, C.R. Rivarola (1)
, D.F. Acevedo (1,2)
y C. Barbero (1)
(1) Departamento de Química - Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales- Universidad Nacional de Río Cuarto, Ruta 36 km 601, Córdoba, Argentina.
(2) Facultad de Ingeniería- Universidad Nacional de Río Cuarto,
Ruta 36 km 601, Córdoba, Argentina.
(*) Universidad de Saarland, Departamento de Ciencias de los materiales, Campus, D-66123 Saarbrücken, Alemania.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
La técnica de estructuración por interferencia laser (DLIP) está siendo muy utilizada para generar
patrones en superficies de polímeros rígidos y metales [1,2,3]. La forma y dimensión de los
patrones de interferencia se pueden ajustar mediante el número de haces de láser, así como con la
intensidad del mismo. Las estructuras se producen sin ninguna etapa secundaria, solo por la
interacción directa de la luz láser con el material, dicho proceso produce calentamiento, reacciones
químicas y/o ablación física. La limitación de la técnica es que el material debe absorber la
radiación láser. Sin embargo, ha sido reportado que la ablación o estructuración por DLIP en una
superficie inteligente e incolora es posible mediante el dopaje con algún colorante [4], destacando
que las propiedades fisicoquímicas del hidrogel (termosensibilidad) se conservan con la
estructuración. Las propiedades de las superficies inteligente basado en hidrogeles posee
potenciales aplicaciones en biotecnológica, como el crecimiento y adhesión de células
inmovilizadas o bajo el control de sistemas de liberación de drogas y existen pocos trabajos que
modifican la superficie de estos polímeros blandos. En este trabajo mostramos las condiciones
experimentales para estructurar polímeros rígidos dopados con colorantes (poliestireno) y polímeros
blandos basados en hidrogeles (poli-N-isopropilacrilamida). Mediante microscopia de fuerza
atómica (AFM), se observan los perfiles generados en la superficie y se realiza un análisis del
comportamiento de los polímeros rígidos y blandos. Ambas superficies poliméricas dopadas con
colorantes apropiados son posibles de estructurar utilizado DLIP. Los patrones generados son
uniformes dependiendo de la intensidad de luz aplicada para realizar la estructuración. Para
polímeros blandos cuando la intensidad se incrementa el patrón se distorsiona, mientras que para
polímeros rígidos esto no sucede. La profundidad del patrón también se incrementa con el
incremento de la fluencia y llega a un valor máximo.
[1] Broglia et al., Applied Surface Science, 300 (2014) 86–90.
[2] Acevedo et al., Adv. Mater, 19 (2007) 1272–1275.
[3] Mücklich et al., Wear 318 (2014) 49-61.
[4] Barbero et al., Soft Matter 8 (2012)307-310.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
87
COMPETENCIA ENTRE LOS MECANISMOS DE ABSTRACCION DE HOT-
ATOM Y DE ELEY-RIDEAL PARA SUPERFICIES DE W RECUBIERTAS DE H
R. Petuya(1)
, P. Larregaray(1)
, C. Crespos
(1), H.F. Busnengo
(2) y A.E. Martinez
(2)
(1) Université de Bordeaux, ISM, CNRS UMR 5255, 33405 Talence Cedex, Francia
(2) Grupo de Fisicoquímica en Interfases y Nanoestructuras, Instituto de Física Rosario (CONICET-UNR)
Bv. 27 de Febrero 210bis, Rosario, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
Los procesos de abstracción de especies inicialmente adsorbidas sobre superficies son de
gran importancia debido a que por un lado permiten liberar las nuevas especies formadas
sobre la superficie y a la vez mantenerla químicamente activa. En este contexto, las
reacciones de átomos calientes (Hot-Atoms, HA) y de Eley-Rideal (ER), a través de las
cuales se puede formar y desorber una molécula, han sido estudiadas durante las últimas
décadas tanto teórica como experimentalmente, para diferentes sistemas. En el caso del
mecanismo ER la recombinación de átomos sobre la superficie se debe a la colisión directa
de un átomo desde la fase gaseosa (proyectil) con otro previamente adsorbido, en tanto que
para HA el proyectil queda atrapado en la superficie antes de recombinarse. Entre otras
superficies donde estas reacciones pueden tener lugar, son de particular interés para
aplicaciones en altas temperaturas las de W, debido a su alta temperatura de fusión. Para
estas últimas, existe una menor cantidad de estudios teóricos entre los cuales puede
mencionarse el de Rutigliano y Cacciatore [1] para H+H/W(100).
En este trabajo nos proponemos caracterizar teóricamente los mecanismos HA e ER y
analizar la competencia entre ambos para la reacción H + H/W(110), considerando
diferentes recubrimientos de H. La descripción teórica de las interacciones se realiza a
partir de la construcción de apropiadas superficies de energía potencial (PES) multi-
adsorbato. Estas PES han sido obtenidas a partir de cálculos llevados a cabo utilizando la
Teoría de la Funcional Densidad (DFT) y han sido interpoladas con el método de reducción
de la corrugación (CRP) Para la descripción de la dinámica se emplea el método de las
trayectorias cuasi-clásicas y se analiza la dependencia de cada mecanismo con las
diferentes variables dinámicas, tales como energía de salida, tiempos de reacción y
dependencia angular.
[1] M. Rutigliano y M. Cacciatore, Phys. Chem. Chem. Phys. 13 (2011) 7475.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
88
SELECTIVIDAD EN LA HIDROGENACIÓN PARCIAL DEL 1,3-BUTADIENO HACIA
EL CIS-2-BUTENO SOBRE EL CATALIZADOR Pd/Ni3(111): ANALISIS DFT
G. Gómez (1)
, P.G. Belelli (1)
, G.F. Cabeza (1)
y N.J. Castellani (1)
(1) GRUMASICA - Departamento de Física – Universidad Nacional del Sur, Avda. Alem 1253, Bahía Blanca,
Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
En este trabajo se investigó la selectividad de la hidrogenación parcial del 1,3-butadieno (13BD)
hacia la formación del isómero cis-2-buteno (cis-2B) en comparación con su isómero geométrico
trans-2B, sobre un catalizador multilaminar bimetálico Pd/Ni3(111). El camino de reacción fue
estudiado siguiendo el mecanismo propuesto por Horiuti-Polanyi.[3]
Los cálculos se realizaron usando el paquete comercial VASP dentro del formalismo de la Teoría
del Funcional de la Densidad (DFT). La energía de corte de las ondas planas fue de 450 eV. Se
utilizó el método PAW y los efectos de correlación e intercambio fueron descriptos mediante la
aproximación GGA, usando el funcional PW91. Para modelar el sistema molécula/sustrato se
empleó una supercelda de (3 × 3 × 1) y la grilla de Monkhorst-Pack de 3 × 3 × 1 puntos k. Los
cálculos fueron realizados con polarización de spin.Los resultados mostraron que la adsorción
inicial del 13BD sobre el catalizador Pd/Ni3(111) es 0.1 eV más estable en el sitio 1,2,3,4-tetra-
(que dará como producto el trans-2B) que en el sitio di--cis (que dará como producto el cis-2B).
Esta diferencia es mucho más baja que la reportada por Sautet y col.,[4] sobre Pt(111) y Pd(111)
(0.30 eV). Al evaluar los caminos de reacción partiendo de ambas geometrías de adsorción del
13BD, se obtuvo que el camino de menor requerimiento energético sucede cuando el 13BD se
adsorbe en el sitio di--cis. Podemos concluir que el aumento de selectividad hacia la formación del
cis-2B sobre el catalizador Pd/Ni3(111) se da tanto por la mayor probabilidad de que el 13BD se
adsorba en el sitio di--cis, como también el menor requerimiento energético durante la
hidrogenación.
[3] J. Horiuti, M. Polanyi, Trans. Faraday Soc. 30 (1934) 1164-1172.
[4] A. Valcárcel, A. Clotet, J. M. Ricart, F. Delbecq, P. Sautet, Surf. Sci. 549 (2004) 121-133.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
89
DETECCIÓN DE HERBICIDAS POR ELECTROQUIMIOLUMINISCENCIA
Cappellari M. Victoria(1)
, Gabriela Marzari(2)
, Gustavo Morales(1)
y Fernando
Fungo(1)
(1) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto. Río Cuarto, Córdoba, Argentina.
(2) Departamento de Química Biológica-CIQUIBIC, Facultad de Ciencias Químicas,
Universidad Nacional de Córdoba
Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Dentro de la cadena de producción de agroalimentos, el manejo adecuado de plagas juega un rol
preponderante, ya que asegura una cantidad y calidad económicamente aceptable del producto en
cuestión. Dentro de las prácticas de control, el más utilizado es el control químico, dicha
aseveración se ve reflejada por el constante incremento de la industria agroquímica. [1]
En este trabajo mediante la técnica de quimioluminiscencia electrogenerada (EQL), se lograron
cuantificar dos herbicidas ampliamente utilizados, atrazina y glifosato.
La cuantificación de los herbicidas se basa en la utilización del sistema EQL: Ru(bpy)3+2
/(Glifosato
o Atrazina), donde el correspondiente herbicida actúa como correactante.[2] Se estudió la respuesta
EQL sobre electrodos de Pt y Au en medio acuoso. En ellos se observó una rápida degradación de
la señal electroquímica, a punto tal que sobre Pt la detección de ambos herbicidas es inviable. Para
Au los resultados experimentales mostraron una sustancial mejoría en la estabilidad y magnitud de
la señal EQL.
En el caso de la detección de glifosato, a fin de proteger la superficie del electrodo de la formación
de óxidos superficiales y la adsorción de productos provenientes de la oxidación, se estudió la
respuesta de EQL sobre un electrodo de Au modificado con una monocapa autoensamblada de
dodecanotiol, (Au-DDT). Los resultados experimentales mostraron una sustancial mejoría en la
estabilidad y magnitud de la señal EQL. Por otra parte, para analizar la factibilidad analítica del
sistema Au-DDT/Ru(bpy)3+2
/Glifosato se construyeron curvas de calibración en el rango de
concentraciones de 0-150 μM de glifosato. Estas curvas, mostraron un comportamiento lineal y un
incremento, con respecto al electrodo desnudo, de tres órdenes de magnitud en la señal de EQL.
Para el caso del sistema Au / Ru(bpy)3+2
/Atrazina se construyeron curvas de calibración en el rango
de concentraciones de 0-50 µM de Atrazina, las cuales mostraron un comportamiento lineal.
De este modo se puede concluir que se desarrolló un método de cuantificación de dos herbicidas sin
modificación alguna de los mismos. La sensibilidad de detección de la técnica es la adecuada para
poder ser utilizada en el análisis de muestras de agua reales. Este trabajo muestra el potencial de la
EQL para ser utilizada como técnica analítica.
[1] www.inta.gob.ar/documentos/economia-y-desarrollo-agroindustrial. Accedido 30/7/2014.
[2] Bard, A. J.; Electrogenerated Chemiluminescence, Marcel Dekker: New York, 2004.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
90
MODIFICACIÓN SUPERFICIAL DE AU CON MICRO-EMULSIONES DE NP DE
PT Y SU APLICACIÓN EN REACCIÓN DE OXIDACIÓN DE HCOOH
P. Cappellari(1)
, A. Gonzalez Orive(2)
, G. Planes(1)
, C. Barbero(1)
, E. Pastor(2)
(1) Universidad Nacional de Río Cuarto. Ruta Nac. 36, Km 601, Río Cuarto, Córdoba, Argentina. (2) Departamento de Química Física - Universidad de La Laguna Astrofísico F. Sánchez S/N- La Laguna –
Tenerife, España
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN En los últimos años ha habido un interés creciente en el uso de los sistemas coloidales
como medios de reacción confinados para la síntesis de los nanomateriales. Tal es el caso
del método de reacción en microemulsión (MRM), que consiste en la promoción de
reacciones de formación de especies en pequeñas gotitas nanométricas, cada una de las
cuales podría ser considerado como un nano-reactor individual.[1]
En este método, se añaden pequeñas cantidades de agua a una solución de surfactante, la
mezcla resultante se conoce como una microemulsión. Si un precursor metálico está
contenido dentro de las gotitas de agua, la adición de un agente reductor puede resultar en
la formación de partículas metálicas en el interior acuoso de estos nanoreactores.
Se realizaron dos síntesis de microemulsiones de NP Pt, utilizando Brij 30 como
surfactante y agente protector de las mismas. Se utilizaron dos concentraciones distintas del
precursor metálico, H2PtCl6, 0.2 y 0.1 M respectivamente. Se registraron las respectivas
imágenes STM de estas muestras.
Se realizó la reducción electroquímica de una alícuota de micro-emulsión depositada sobre
un disco de Au policristalino y dicha superficie se utilizó como electrodo en la reacción de
oxidación de HCOOH.
[1] P. P. Liu, X. B. Ge, R. Y. Wang, H. Y. Ma, Y. Ding, Langmuir, 25 (2009) 561
Figura 1. El análisis transversal (tablas) y la imagen STM en nm2 mostrando nanoislas de Pt.
Microemulsión realizada usando 0.2 M de H2PtCl6.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
91
INFLUENCIA DE LA CARGA DE OXIDO DE COBALTO GENERADA
ELECTROQUÍMICAMENTE SOBRE ELECTRODOS DE CARBONO VÍTREO,
DURANTE LA OXIDACIÓN DE ARSÉNICO III
R. Coneo-Rodríguez, A. M. Baena-Moncada, D. F. Acevedo, G. A. Planes, C. A.
Barbero
Departamento de Química, Universidad Nacional de Rio Cuarto, CP 5800, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
En el presente trabajo se evalúa el comportamiento de electrodos modificados mediante la
electrodeposición de oxido de cobalto (Co3O4). Con el objetivo de conocer los efectos
catalíticos durante la oxidación de Arsénico (As), las películas son caracterizadas
electroquímicamente. Durante el estudio se evaluaron distintas películas de óxido de Co
depositadas electroquímicamente mediante voltamperometría cíclica (3, 5, 10, 15 y 30
ciclos).
Un método empleado con frecuencia para el
diagnóstico de los mecanismos
electroquímicos es el método de Koutecky –
Levich. Este método se basa en la
extrapolación de la recíproca de la intensidad
de la corriente (o densidad) frente al inverso
de la raíz cuadrada de la velocidad de
rotación de un electrodo de disco giratorio
para diferentes potenciales aplicados (Gráfico
1/iL vs ω-1/2
).[1] A partir del intercepto y la
pendiente del gráfico se pueden obtener
varios parámetros, por ej. constante de la
velocidad, coeficiente de difusión y número
de electrones transferidos. Sin embargo estos
dos últimos no pueden ser calculados de
manera simultánea.[2]
Los gráficos de Levich obtenidos para la
oxidación de arsénico sobre cada electrodo
modificado se observan en la Figura 1. Se
Fig. 1. Gráficos de Levich. Densidad de corriente jIlimiting vs ½
- Electrooxidación de Ar a diferentes velocidades de rotación
del electrodo, concentración de Ar 300 µM, velocidad de
barrido 10 mV.s-1.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
92
puede observar que el sobrepotencial necesario para la oxidación de As depende de la carga
Co3O4 presente sobre la superficie del electrodo. Dado que la presencia de mayores cargas
de Co3O4 se traducen en menores sobrepotenciales, el proceso parece estar asociado a la
escaza reversibilidad de la cupla de oxido que participa en la oxidación del As.
[1] F. J. Vidal-Iglesias, J. Solla-Gullón, V. Montiel, A. Aldaz. Errors in the use of the
Koutecky–Levich plots, Electrochemistry Communications, Vol. 15 (2012) 42–45
[2] A.J. Arvia, S.L. Marchiano, in: J. O'M Bockris, B.E. Conway (Eds.), Modern Aspects
of Electrochemistry, Vol 6, Butterworths, (1971)
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
93
TERMOLABILIDAD DEL ÓXIDO DE PLATA: NUCLEACIÓN HETEROGÉNEA
Y DESCOMPOSICIÓN TÉRMICA SOBRE SUPERFICIES DE ÓXIDOS
SUSTRATO PARA PRODUCIR MICROPARTÍCULAS DECORADAS CON
NANOPARTÍCULAS DE PLATA
M. A. Macchione
(1), N. Passarelli
(1), O. A. Douglas-Gallardo
(1), L. A. Pérez
(1), R.
Moiraghi(1)
, A. Spitale(2)
, D. Bahena(3)
, F. Y. Oliva(1)
, M. M. Mariscal(2)
, M. J.-
Yacamán(3)
, E. A. Coronado(1)
, V. A. Macagno(1)
, M. A. Pérez(1)
(1) INFIQC, CONICET - Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Nacional de Córdoba, Ciudad Universitaria. C.P. 5000, Córdoba, Argentina.
(2) INFIQC, CONICET - Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Nacional de Córdoba, Ciudad Universitaria, C.P. 5000, Córdoba, Argentina.
(3) Department of Physics and Astronomy, University of Texas at San Antonio, One UTSA Circle, San
Antonio, TX 78249, United States.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Los coloides acuosos de óxido de plata (Ag2O) se descomponen a 25 C formando
nanopartículas de plata (AgNPs) y H2O2/O2 [1]. Este proceso acelerado con la temperatura
y la disminución de la polaridad del medio (mezclas acetona:agua), produciendo AgNPs
con diferentes tamaños, estabilidades y morfologías. En base a estos antecedentes, nuestro
grupo de investigación ha desarrollado recientemente un método sintético para la
decoración de micropartículas de óxidos sustrato MOx (SiO2 y TiO2) con AgNPs,
produciendo así nanoestructuras híbridas (SiO2|Ag y TiO2|Ag) mediante la descomposición
del Ag2O [2]. Así, la producción de las nanoestructuras consiste en llevar a cabo la
deposición del Ag2O sobre micropartículas de MOx y su posterior descomposición térmica
para producir AgNPs directamente adheridas a MOx. Nuestra estrategia tiene base en la
suposición que el Ag2O tendrá una adhesión al sustrato MOx mayor que la que exhibe la
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
94
plata metálica. Los resultados muestran que el control de las variables de síntesis permite
que la nucleación de Ag2O suceda mayormente de manera heterogénea sobre las partículas
sustrato [2]. Este hecho hace innecesaria la funcionalización previa de las partículas
sustrato, resultando en una simplificación notable de la síntesis. Esta nucleación
preferencial del Ag2O sobre las MOx y su posterior descomposición térmica, permiten
producir mayoritariamente nanoestructuras híbridas en vez de AgNPs aisladas. Esta vía
sintética tiene importantes ventajas como: materiales y equipamiento de bajo costo, bajo
consumo energético, procedimientos simples y seguros, fácil purificación de las
nanoestructuras.
[1] O. A. Douglas-Gallardo, R. Moiraghi, M. A. Macchione, J. A. Godoy, M. A. Pérez, E. A. Coronado, V. A.
Macagno, RCS Adv., 2 (2012), 2923-2929.
[2] M. A. Macchione, O. A. Douglas-Gallardo, L. A. Pérez, N. Passarelli, R. Moiraghi, A. Spitale, D. Bahena,
F. Y. Oliva, M. M. Mariscal, M. José-Yacamán, E. A. Coronado, V. A. Macagno, M. A. Pérez, J. Colloid
Interface Sci. 428 (2014) 32–35.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
95
DENDRÍMEROS CONDUCTORES ELECTROGENERADOS CON APLICACIÓN
EN OPTOELECTRÓNICA.
D. Minudri,(1)
M. I. Mangione,(2)
D. Heredia,(1)
L.Fernandez,(1)
L. Otero,(1)
R. Spanevello,(2)
y F. Fungo,(1)
(1) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Agencia Postal 3 (5800), Río Cuarto.
(2) Instituto de Química Rosario, Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas, Universidad Nacional de Rosario – CONICET. Suipacha 531, S2002RLK Rosario, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies. Adsorción de átomos y moléculas;
crecimiento de monocapas y estructuras de baja dimensionalidad.
RESUMEN
En los últimos años, el desarrollo de materiales orgánicos para mejorar la eficiencia y la
estabilidad de los dispositivos que funcionan como transductores eléctrico-óptico y/o
óptico-eléctrico exhiben una remarcable actividad científica debido al potencial y la
relevancia actual de estas tecnologías en la generación y uso racional de la energía. Un tipo
de estos materiales son los dendrímeros,
macromoléculas altamente ramificadas con
arquitectura tridimensional que presentan múltiples
cadenas que emanan de un solo núcleo, y se
producen en una secuencia de pasos de reacción.
Dichos compuestos son utilizados como materiales
transportadores de cargas.[1]
En este trabajo, se presenta una nueva familia de
dendrímeros electroactivos que contienen carbazol
(CBZ) y difenilamina (DPA).[2]
Estos compuestos
fueron caracterizados espectroscópicamente y
electroquímicamente, mostrando propiedades
interesantes como buena conductividad, alta
movilidad de hueco, procesos electroquímicos
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
96
reversibles, baja barrera de inyección de huecos desde el ánodo.[3]
Además las
macromoléculas estudiadas son capaces de iniciar reacciones de electropolimerización
generando delgadas películas a las cuales se les determinaron las propiedades
electroquímicas, espectroelectroquímicas y superficiales, dichas películas son térmicamente
estables, presentan interesantes efectos electrocrómicos, buena conductividad, y con
superficie homogénea, sin poros. Sus propiedades redox y fotofísicas son adecuadas para su
uso como transportadores de huecos en dispositivos optoelectrónicos.
[1] Sudyoadsuk, T.; Promarak, V. Chem. Commun. 48 (2012) 3382−3384.
[2] Albrecht, K.; Pernites, R.; Felipe, M. J.; Advincula, R. C.; Yamamoto, K.
Macromolecules 45 (2012) 1288−1295.
[3]Mangione, M.I, Spanevello, R, Rumbero, A, Heredia, D, Marzari, G., Fernandez, L,
Otero, L,. Fungo, F Macromolecules 46 (2013) 4754-4763
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
97
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE UN NUEVO POLÍMERO, OBTENIDO A
PARTIR DE ELECTROPOLIMERIZACIÓN DE UN DERIVADO DE
SPIROBIDITIOFENO.
D. Minudri,
(1) C.A. Solis,
(1) G. Pozzi,
(2) M. Gervaldo,
(1) L. Otero,
(1) y
F. Fungo
(1)
(1) Departamento de Química, Universidad Nacional de Río Cuarto, Agencia Postal 3 (5800), Río
Cuarto.
(2) Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari del Consiglio Nazionale delle Ricerche, ISTM-CNR, via
Golgi
19, 20133 Milano, Italy.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies. Adsorción de átomos y moléculas; crecimiento
de monocapas y estructuras de baja dimensionalidad
RESUMEN
Los compuestos de configuración spiro en los cuales dos sistemas π- conjugados están
conectados con un átomo de hibridación sp3 son investigados de forma activa debido a su
posible aplicación en la fabricación de dispositivos optoelectrónicos. Debido al arreglo
ortogonal que presentan dichas estructuras, se ve marcadamente reducida la interacción
electrónica entre las dos mitades que las conforman, pudiéndose considerar los sistemas π-
conjugados como independientes, a pesar de presentar interacciones especificas en el estado
excitado.[1]
Por otra parte, la polimerización electroquímica, en comparación con métodos tradicionales
de deposición (como evaporación o “spin coating”), permite obtener películas poliméricas
en un solo paso con control de su espesor. Adicionalmente dichas películas depositadas
sobre sustratos sólidos conductivos reportan una elevada capacidad de transporte de carga y
una estructura altamente ordenada que le confiere en ciertos casos propiedades
fotoelectrónicas. Estas propiedades son características claves en la fabricación de
dispositivos optoelectrónicos.[2] Teniendo en cuenta
estos aspectos este trabajo mostrará la caracterización
de dos compuestos orgánicos (SO1 y SO2) que poseen
un grupo spirobiditiofeno como centro estructural,
sustituido con grupos dadores (D) (Trifenilamina) y
grupos aceptores (A) de electrones (ciano). Se llevaron
a cabo los estudios fotofísicos que demostraron que
tanto SO1 como SO2 presentan absorción entre 350-
500nm y una dependencia de la emisión con la
polaridad del medio. Por medio de estudios
electroquímicos se demostró la capacidad de generar
películas electrodepositadas a partir de los colorantes
SOs. Se observo que las películas formadas son
conductoras y estables, lo cual los convierte en
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
98
potenciales materiales para aplicación en dispositivos fotovoltaicos.
[1] G. Pozzi, S. Orlandi, M. Cavazzini, D. Minudri, L. Macor, L. Otero, F. Fungo, Org. Lett. 15 N°18 (2013)
4642-4645.
[2] D. Heredia, L. Fernandez, L. Otero, M. Ichikawa, C. Lin, Y. Liao, S. Wang, K. Wong, F. Fungo. J. Chem.
Phys. 115 (2011) 21907-21914.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
99
SINTESIS Y CARACTERIZACION DE POLIMEROS CONDUCTORES POR
METODOS COMBINATORIOS
M. Miolano (1)
; M. Alcoba (2)
y G. Planes (1)
(1) Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
(2) Laboratorio de Ensayo de Materiales, Facultad de Ingeniería
Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nacional N° 36, Km 601(X5804BYA) Río Cuarto. República Argentina
E-mail: miriam_miolano(@hotmail.com
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Los materiales avanzados se definen, por contraste con los materiales tradicionales, por la
presencia de propiedades especiales que permiten un gran variedad de aplicaciones
tecnológicas. Entre estos materiales se encuentran los polímeros conductores,
nanocomposites, ferrofluidos, cerámicos superconductores, aerogeles, nanotubos, geles
inteligentes y materiales nanoestructurados.[1] De especial interés son los materiales
compuestos por varias categorías que exhiben nuevas propiedades por combinación o
sinergia de los componentes del compuesto. El dominio de la tecnología de nuevos
materiales reside en la capacidad sintética de producción de estos y en la caracterización
para la evaluación de sus capacidades.
En el caso de los polímeros conductores se conjugan las propiedades químicas de los
polímeros y las físicas de los metales o semiconductores, que permiten proyectar una gran
variedad de aplicaciones tecnológicas.
Usando reacciones típicas de química es posible sintetizar monómeros de nuevos polímeros
conductores o funcionalizar cadenas poliméricas ya sintetizadas. En la búsqueda clásica de
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
100
estos materiales es necesario determinar las propiedades de cada polímero desarrollado para
poder evaluar sus capacidades.
Aunque es posible predecir algunas propiedades de estos materiales, es razonable pensar
que muchos polímeros conductores con propiedades de interés no han sido sintetizados o
no se han estudiado sus propiedades debido a la lentitud del proceso.
En el presente trabajo, haciendo uso del proceso combinatorio -diseño y síntesis de librerías
de descubrimiento por reacciones idénticas o similares- usando métodos de mapeo rápidos
(“high troughput screening”)[2] se exploran simultáneamente la producción de polímeros
conductores sobre superficies de vidrio, a partir de métodos de síntesis paralela
caracterizados por técnicas conductividad, ángulo de contacto, etc., utilizando como
reactivos anilina, N-metilanilina y ácido 2-aminobenzoico, combinados en distintas
proporciones con el objetivo de identificar propiedades relevantes para su aplicación
tecnológica.
[1] W.D. Callister. “Material Science and Engineering”.. 3rd Edicion Wiley & Sons.
New York. 1994.
[2] N. K. Terret “Combinatorial Chemistry”. Oxford University Press. Oxford. 1998
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
101
SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE ÓXIDOS DE GRAFENO MODIFICADOS
CON N, S Y P COMO ELECTROCATALIZADORES PARA LA REACCIÓN DE
REDUCCIÓN DE OXÍGENO.
N. Monge,
(1) M. Zensich,
(1) G. Planes,
(1) E. Pastor
(2) y G. Morales
(1)
(1) Departamento de Química- Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto, Ruta Nac. 36 km 601, Río Cuarto, Argentina.
(2) Departamento de Química Física, Facultad de Química, Instituto de Materiales y Nanotecnología, Universidad de la Laguna, 38071-La Laguna, S/C de Tenerife, España
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
La reacción de reducción de oxígeno (ORR) es probablemente la reacción más importante
en los procesos vitales. A la vez, es de gran importancia tecnológica en sistemas de
almacenamiento (baterías litio-aire) y conversión de energía (celdas de combustibles).
Normalmente, la cinética de la ORR es muy lenta. Con el fin de acelerar la cinética para
llegar a un nivel práctico utilizable, se necesita un cátodo catalizador para la ORR. En el
estado actual de la tecnología, los catalizadores más prácticos están basados en platino.
Debido a que estos catalizadores son demasiado caros para ser comercialmente viables, la
investigación en los últimos decenios se ha centrado en el desarrollo de catalizadores
alternativos, incluidos catalizadores basados en materiales carbonosos libres de metales.
En los últimos años, el grafeno y sus derivados funcionales han despertado un gran interés
en todo el mundo, debido a su espesor monoatómico y estructura bidimensional (2D)
flexible, propiedades que combinadas ofrecen un área especifica excepcionalmente alta a la
que se le suma propiedades físicas y químicas únicas.
Recientemente se ha demostrado que los grafenos dopados con nitrógeno en ausencia de
metales pueden actuar como eficaces electrocatalizadores para la ORR.
En este trabajo se reportan distintos métodos de modificación de oxido de grafeno (GO)
con grupos conteniendo nitrógeno, azufre y fósforo. Estos materiales fueron caracterizados
por espectroscopia FTIR y UV-visible, SEM-EDS y AFM. Finalmente se presentan
resultados preliminares de su comportamiento como catalizadores frente a la ORR en
medio acuoso.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
102
LITOGRAFÍA DE POLIANILINA POR DISOLUCIÓN SELECTIVA
N. Monge, C. Barbero y M. Miras
Departamento de Química- Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales
Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nac. 36 km 601, Río Cuarto, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
En los últimos años, los polímeros conductores se han utilizado con mayor frecuencia
debido a sus aplicaciones potenciales en sensores y dispositivos optoelectrónicos. Dichos
dispositivos requieren de la formación de elementos cada vez más pequeños, por lo que se
han desarrollado diversas técnicas para obtener micro y nanoestructuras bien definidas de
estos polímeros. Algunas de estas técnicas son la fotolitografía, ablación laser, el grabado
con haz de electrones y el micromaquinado.
La polianilina (PANI) es uno de los polímeros conductores más interesantes debido a su
gran estabilidad química, bajo costo y facilidad de síntesis. Uno de los campos donde puede
tener mayores aplicaciones es en la microelectrónica. Sin embargo la preparación de
películas de PANI para el desarrollo de estos dispositivos se dificulta, ya que es un
polímero infusible e insoluble en la mayoría de los solventes. Sin embargo la solubilidad
puede ser inducida mediante el dopado del polímero a través del uso de contraiones
anfifílicos.
En el presente trabajo se diseñó un procedimiento litográfico para depositar polianilina en
patrones definidos sobre sustratos de polietileno por solubilización diferencial, empleando
contraiones anfifílicos. Dicho método puede ser utilizado para la construcción de pistas
para circuitos electrónicos, para la fabricación de electrodos, para la nanoestructuración de
superficies, entre otras aplicaciones, ya que permite depositar PANI-ES (conductora) en
películas de polietileno.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
103
SINTESIS Y CARACTERIZACION DE CARBONES POROSOS A PARTIR DE
RESINAS SINTETICAS DE TANINO-FURFURAL
APLICACIONES EN CATALISIS
l. Tamborini, (1)
J. Balach,(2)
D. Acevedo(1)
y C. Barbero(1)*
(1) Departamento de Química – Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta Nacional 36 Km 601, Río cuarto, Argentina.
(2) Leibniz Institute for Solid State and Materials Research (IFW) Dresden, Institute for
Complex Materials, Helmholtzstraße 20, D-01069 Dresden, Germany.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Los carbones porosos poseen una amplia gama de usos a nivel industrial. Pueden ser
fabricados por pirolisis de resinas sintéticas. En el presente trabajo se fabrican resinas
porosas por condensación de monómeros naturales (tanino) y semi-sintéticos (furfural). Las
resinas se secan sin estabilizantes [1] o procedimientos especiales y se pirolizan en
atmosfera inerte a altas temperaturas (> 800 °C). La capacidad específica (F/g) se mide
mediante voltametría cíclica. Los carbones se sulfonan [2] químicamente con agentes
sulfonantes (e.g. Ácido sulfúrico fumante) y se mide su actividad como catalizadores ácidos
para la síntesis de biodiesel.
Estos materiales son nuevos, ya que hasta el momento solo se han estudiado los
aerogeles y criogeles de los mismos. Los carbones presentaron alta porosidad.
Se obtuvieron distintos tipos de catalizadores para la esterificación de ácido acético con
etanol, los cuales presentaron buenos valores de porcentaje de conversión. De esta manera
se ha logrado fabricar catalizadores [3] para la reacción de esterificación basados en
carbones con componentes de origen natural.
[1]K. Kraiwattanawong, S. Mukai, H. Tamon, MicroporMesopor Mater, 2007, 98(1–3),
258-66.
[2] M.D. González, P. Salagre, E. Taboada, J. Llorca, Y. Cesteros, Green Chem., 2013, 15,
30-39.
[3]F. Sua, Y. Guo, Green Chem., 2014, Advance Article.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
104
PROPIEDADES SUPERFICIALES DE ALEACIONES TERNARIAS DE Pd
A.M. Tarditi y L.M. Cornaglia
Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (FIQ, UNL-CONICET), Santiago
del Estero 2829, 3000 Santa Fe, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Las membranas de Pd son las más promisorias para ser utilizadas en procesos de
purificación de hidrógeno debido a su elevada permeabilidad y selectividad idealmente
infinita. El mecanismo de permeación a través de este tipo de membranas es el de solución-
difusión el cual consiste de las siguientes etapas: (i) adsorción molecular de hidrógeno en la
superficie, (ii) disociación molecular, (iii) difusión atómica a través de la aleación, (iv)
recombinación y (v) desorción de H2 del lado de permeado. La presencia de H2S inhibe la
permeación de hidrógeno debido a la formación de especies sulfuradas o a la adsorción
superficial, bloqueando los sitios para la adsorción de H2. Por este motivo, se han estudiado
diferentes aleaciones como PdCu y PdAu con alta resistencia a la contaminación.
El estudio de las propiedades superficiales y la determinación de su dependencia con las
condiciones de operación es un requisito necesario para una mejor compresión de los
fenómenos involucrados en la permeación de hidrógeno.
En este trabajo se presenta el estudio de las propiedades superficiales de aleaciones
ternarias de Pd (PdCuAg y PdCuAu) sintetizadas por deposición auto-catalítica secuencial.
El perfil de concentración en la zona cercana a la superficie (~2-6 capas atómicas) fue
determinado por ARXPS y la composición en la capa más externa mediante LEIS. Para la
aleación PdCuAg, se observó co-segregación superficial de Cu y Ag respecto de la
composición volumétrica, y un enriquecimiento en Ag en la capa más externa. Por otro
lado, para la aleación PdCuAu se observó segregación superficial de Cu en la capa más
externa (LEIS). Esta diferencia puede atribuirse a una diferencia en la interacción del
componente minoritario, Au en la aleación PdCuAu y Ag en la PdCuAg. La mayor
resistencia a la contaminación con H2S de estas aleaciones puede estar relacionada con la
segregación de Cu a la superficie.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
105
ESTUDIO DE LA INTERACCIÓN DE DE UNA ZINC (II)
TETRAMETILTETRAPIRIDINO PORFIRAZINA SOLUBLE EN AGUA CON
POLIMEROS MODIFICADOS
T. Tempesti(1)
, M. G. Alvarez(2)
, M. Strumia(1)
y E.N. Durantini(2)
(1) Departamento de Química Orgánica – Facultad de Ciencias Químicas-Universidad
Nacional de Córdoba
Ciudad Universitaria, Argentina.
(2) Departamento de Química, FCEFQYN, Universidad Nacional de Río Cuarto, Río
Cuarto, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies
RESUMEN
Las técnicas de injerto de polímeros han dado origen a una gran variedad de modificaciones
en la superficie de polímeros
comerciales, haciendo posible el
cambio de las propiedades de los
mismos. Así por ejemplo la
modificación del polipropileno (PP)
por reacciones de foto-injerto mejora
la biodegradabilidad y
biocompatibilidad de este polímero
ampliamente utilizado por sus
propiedades mecánicas y resistencia
química.[1] La película de PP puede
ser funcionalizada con grupos carbonilo a partir de la reacción de foto-injerto con ácido
acrílico (AA), generando un polímero con características aniónicas que permite la
interacción con moléculas cargadas positivamente (esquema 1).[2]
PP PP-g-PAA PP-g-PAA-Pcs Esquema 1: Reacción de foto-injerto de AA sobre la superficie de la
película de PP (A), inmovilizado mediante unión electrostática de la
Pc6 sobre los grupos carboxílicos (B).
Pc6
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
106
Se colocó sobre una superficie de PP-AA (23% de injerto)
una solución acuosa de la ftalocianina tetracatiónica Pc6
[3] (esquema 1) de concentración conocida y se dejó
evaporar la misma, para evitar que el polímero se enrolle
se lo sujetó con un soporte. Una vez seco se tomaron los
espectros de UV y de IR observándose una buena
incorporación de la Pc6 sobre la superficie polimérica.
Con el fin de evaluar si la misma era estable se sumergió
la PP-AA-Pc6 en agua (pH=5,4) toda una noche,
posteriormente se tomaron espectros de UV no observándose cambios en la superficie de
PP-AA-Pc6. Así mismo se llevaron a cabo pruebas de estabilidad a diferentes pH (pH=2 y
11). Los estudios de inactivación fotodinámica (PDI) de levaduras mostraron que Pc6 en
solución no presenta una disminución de la viabilidad, mientras que cuando los
experimentos se llevaron a cabo con la superficie de PP-AA-Pc6 se observó una
disminución de la sobrevivencia celular de ~3 después de 30 min de exposición a la luz
visible (Figura 1). Estos resultados indican que PP-AA-Pc6 es una superficie
fotoinactivante efectiva para la erradicación de levaduras mediante PDI.
[1] R. De Souza, P. Zahedi, C.J. Allen, M. Piquette-Miller, Biomaterials, 30 (2009) 3818.
[2] N. Davienko, C. Peniche, J. M. Diaz, J. San Roman and R. Sastre, Latin American
Applied Research, 37 (2007) 247.
[3] T. C. Tempesti, J. C. Stockert, E. N. Durantini, J. Phys. Chem. B, 112 (2008) 15701.
0 10 20 30 40 50 600
1
2
3
4
5
6
7Log U
FC
/mL
Tiempo de irradiación (min)
sup control 10 5 células
sup tratada 10 5 células
sup control 10 6 células
sup tratada 10 6 células
Figura 1
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
107
SINTESIS “EN UN UNICO PASO” DE NANOESTGRUCTURAS DE GRAFENOS CON
NANOPARTICULAS DE ORO.
M. A. Zensich,(1)
N. Monge,(1)
M. S. Moreno,(2)
F. G. Fungo(1)
y G. M. Morales(1)
(1) Departamento de Química- Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales,
Universidad Nacional de Río Cuarto, Ruta Nac. 36 km 601, Río Cuarto, Argentina.
(2) Centro Atómico Bariloche, 8400 – San Carlos de Bariloche, Argentina
.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Reacciones químicas en superficies.
RESUMEN
Las crecientes demandas de energía y problemas de medio ambiente, debido al consumo de
combustibles fósiles son las principales impulsoras de las I+D de sistemas de conversión y
almacenamiento de energía innovadores de hoy. El desarrollo de sistemas de conversión y
almacenamiento de energía de alto rendimiento que puedan ofrecer energía limpia es fundamental
para el éxito futuro en los esfuerzos globales en materia de energía sostenible y renovable. En los
últimos diez años se han estudiado ampliamente materiales de electrodo a base de grafenos para
estos dispositivos.[1] Los grafenos y sus derivados funcionalizados presentan claras ventajas para
este tipo de aplicaciones: alta área superficial, excelente conductividad eléctrica, muy buenas
propiedades mecánicas y la posibilidad de generar nanoestructuras 3D por autoensamblado de óxido
de grafeno de manera muy económica y sencilla.[2]
Resulta así de gran interés el desarrollo de nuevos métodos de síntesis de estructuras 3D basadas en
grafenos modificadas con nano-objetos metálicos o semiconductores. Para lograr este objetivo es
necesario comprender la química del oxido de grafeno en las condiciones que se utilizan durante el
autoensamblado.
En este trabajo se reporta la síntesis en un paso de nanoestructuras bi y tridimensionales a base de
grafenos-nanopartículas de oro (AuNPs) a partir de oxido de grafeno reducido y Au(III). Para ello
se sinterizaron grafenos reducidos por distintos métodos, lo cual permite según el caso, disponer de
distintos grupos funcionales sobre la lamina de grafeno que producen distinta reactividad hacia la
reducción de Au(III) a AuNPs Estos materiales fueron caracterizados por espectroscopia FTIR y
UV-visible, SEM-EDS, TEM y AFM. Finalmente se presentan resultados preliminares de su
aplicación como catalizadores frente a la ORR en medio acuoso.
[1] Chaohe Xu, Binghui Xu, Yi Gu, Zhigang Xiong, Jing Sun, X. S. Zhao; Energy Environ.
Sci., 6 (2013) 1388-1414.
[2] Chun Li, Gaoquan Shi, Adv. Mater. 26 (2014) 3992–4012.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
108
Comunicaciones Posters
Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de
interés biológico.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
109
ESTUDIO DE LA ASOCIACIÓN COLORANTE-DENDRÍMERO POR TÉCNICAS
ESPECTROSCÓPICAS
E.M. Arbeloa, C.M. Previtali y S.G. Bertolotti
Departamento de Química – Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta 36, Km 601- Río Cuarto - Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Los dendrímeros son macromoléculas altamente ramificadas y simétricas que dependiendo de su
tamaño (generación), pueden formar estructuras globulares en solución [1]. Esto les confiere una
alta densidad de grupos funcionales superficiales y permite la generación de sistemas
anfitrión/huésped, debido a la presencia de cavidades internas. Los dendrímeros PAMAM poseen
grupos amino primarios en la superficie y terciarios hacia el interior de la macromolécula. Estos
dendrímeros podrían actuar como dadores de electrones ante un colorante en estado triplete
excitado. Los radicales amino así formados serían capaces de iniciar un proceso de polimerización
con distintos monómeros [2]. Debido a que las aminas terciarias son dadoras electrónicas más
eficientes que las primarias, la localización del colorante a uno u otro lado de la interfase
dendrímero/solvente es crucial para éxito de la polimerización.
Antes de evaluar la aplicación en fotopolimerizaciones es fundamental caracterizar la fotofísica y
fotoquímica del colorante frente al dendrímero. Presentamos aquí un estudio del estado singlete del
colorante Eosina-Y en presencia de dendrímeros PAMAM de generaciones 0-3 en solución acuosa
alcalina. Los espectros de absorción y fluorescencia mostraron un corrimiento batocrómico y una
disminución en la intensidad progresivos, con el incremento de la concentración y generación del
dendrímero. Estos cambios espectrales indican que el colorante experimenta un ambiente de menor
polaridad que el agua pura, lo cual implicaría la presencia de interacciones colorante-dendrímero.
Las desviaciones de la linealidad en los gráficos de Stern-Volmer están de acuerdo con esta
suposición [3]. Mediante un modelo de equilibrio típico se determinaron las constantes de
asociación (“kbinding”) correspondientes [3]. Se obtuvo una relación directa entre las kbinding y la
generación. Esto se atribuye a que con los dendrímeros de menor tamaño (generaciones 0-1) sólo
habría interacciones superficiales, mientras que con los de generaciones 2 y 3 el colorante podría
estar ingresando al interior del dendrímero, al menos parcialmente.
[1] Maiti P.K., Cagin T., Wang G., Goddard III W. A. Macromol., 37, (2004), 6236-6254
[2] Porcal G.V., Arbeloa E
.M., Chesta C.A., Bertolotti S.G., Previtali C.M. J
. Photochem.
Photobiol. A: Chem., 257, (2013), 60.
[3] van de Weert M., Stella L. J. Mol. Struct., 998, (2011), 144-150.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
110
CONTROL DE LA ADHESIÓN BACTERIANA EN SUPERFICIES NANO/MICROESTRUCTURADAS POR
INTERFERENCIA LÁSER
R.V. Bellingeri
(1), I. Costamagna
(1), A.B. Vivas
(1) y D.F. Acevedo
(2,3)
(1) Departamento de Anatomía – Facultad de Agronomía y Veterinaria - Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta 36 km 601, Córdoba, Argentina.
(2) Departamento de Química - Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales- Universidad
Nacional de Río Cuarto
Ruta 36 km 601, Córdoba, Argentina.
(3) Departamento de Tecnología Química - Facultad de Ingeniería- Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta 36 km 601, Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Los biofilms son comunidades bacterianas asociadas a superficies caracterizadas por ser
resistentes a un amplio rango de antimicrobianos. Actualmente, existe poca información
sobre los efectos de la modificación topográfica en la adhesión de los biofilms bacterianos.
La estructuración física de superficies puede proveer una forma más persistente de inhibir
la interacción entre las bacterias y la superficie. El objetivo del presente trabajo es evaluar
el efecto de superficies modificadas físicamente en la adhesión bacteriana. Para generar
superficies nano/microestructuradas se utilizó el método estructuración directa por
interferencia láser, que permite la fabricación de estructuras repetitivas mediante la
irradiación directa de la muestra con un haz de luz en superficies de poliimida [1].
Posteriormente, se evaluó el efecto de esta superficie en la adhesión bacteriana. Para ello se
empleó una cepa de Staphylococcus aureus ATCC 29213 productora de biofilms que se
hizo crecer sobre las superficies modificadas. Finalmente, los materiales poliméricos fueron
analizados por Microscopía de Fuerza Atómica.
Luego de observar al microscopio se encontró que a través de la topografía es posible
controlar el ordenamiento bacteriano. Esto concuerda con estudios previos donde se ha
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
111
visto que células de adenocarcinoma mamario de ratón, línea celular (LM2), pueden
responder a la topografía de la superficie y su comportamiento puede ser manipulado
usando sólo aspectos mecánicos o espaciales [2, 3].
Mediante la técnica de estructuración por interferencia láser directa se ha podido generar
parámetros mecánicos y geométricos a escala nano/micrométrica que impactan en el
proceso de adhesión bacteriana. Esto sugiere que en procariotas podrían estar presentes
mecanismos de adhesión mecano-selectivos y que las propiedades mecánicas del material
sustrato representarían un parámetro adicional que puede regular la adhesión y consecuente
colonización bacteriana.
[1] Acevedo DA, Lasagni AF, Barbero CA, Mücklich F, Adv. Mat. 19 (2007): 1272-1275.
[2] Langheinrich D, Yslas E, Broglia M, Rivarola V, Acevedo D, Lasagni A, J. Polym. Sci.
50(6) (2012):415-422.
[3] Huebsch N, Arany PR, Mao AS, Shvartsman D, Ali OA, Bencherif SA, Rivera-
Feliciano J, Mooney DJ. Nature Mater. 9 (2010):518–526.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
112
CELL AUTOAGGREGATION, BIOFILM DEVELOPMENT, AND PLANT
ATTACHMENT IN A SINORHIZOBIUM MELILOTI LPSB MUTANT
P. Bogino,
(1) F. Sorroche,
(1) G. M. Morales
(2) y W. Giordano
(1)
(1) Departamento de Biología Molecular y (2) Departamento de Química Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales - Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta 36 Km 601, Río Cuarto, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Bacterial surface molecules are crucial for establishment of successful rhizobia-legume
symbiosis, and in most bacteria are also critical for adherence properties and surface
colonization [1, 2]. Mutants defective in the production of exopolysaccharides (EPS),
lipopolysaccharides (LPS), and capsular polysaccharides are usually affected in the process
of root infection [3]. Here we evaluated the role of LPS in cell-cell and cell-surface
interactions. Using Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) the progression of
biofilm development of GFPuv-tagged, EPS II-producing strains Rm8530 (wild type) and
Rm8530 lpsB (LPS mutant), was determined. Biofilm formation was perturbed in Rm8530
lpsB, as compared to parental strain Rm8530. EPS II seems to be essential for the
development of the ordered bacterial honeycomb-like arrays of the wild type strain, in
which the rods adhere to each other through lateral interactions, forming rows of bacteria
identically oriented. Despite that Rm8530 lpsB is able to synthesize EPS II, such structures
were not visualized in mutant biofilms. Experiments combining the LPS and EPS mutants
were able to show that both polymers have an impact in cell-cell adhesive interactions
leading to autoaggregation. Polar bacteria-bacteria adhesive interactions were increased in
Rm8530 lpsB as compared to Rm8530 and typical zig-zag or bacterial bouquets formations
were visualized only in the mutant. These observations indicate that the LPS has a role in
determining cell-cell interactions. Such interactions were also detected when these strains
were imaging by Atomic Force Microscopy (AFM). An altered LPS molecule increased
bacterial adsorption to roots. Our findings clearly indicate that mutants in the core of LPS
showed alterations in the formation of biofilms and adhered to alfalfa roots in greater
numbers than the wild strains with LPS, whereas the increased autoaggregation in these
mutants was evident in the absence of EPS II.
[1] L.V. Rinaudi, W. Giordano, FEMS Microbiol. Lett. 304 (2010) 1-11.
[2] P. Bogino, M. Oliva, F. Sorroche, W. Giordano, Int. J. Mol. Sci. 14 (2013) 15838-15859.
[3] N. Fraysse, F. Couderc, V. Poinsot, Eur. J. Biochem. 270 (2004) 1365-1380.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
113
PELÍCULAS DE LANGMUIR Y LANGMUIR-BLODGETT DE MOLÉCULAS
DENDRIMÉRICAS CON POTENCIAL APLICACIÓN COMO SISTEMAS DE
ADMINISTRACIÓN DE FÁRMACOS MEDIADA POR SUPERFICIE
N. Dib,(1)
L. Fernández,(1)
A. L. Reviglio,(1)
M. Calderón,(2)
M. Martinelli,(2)
M.
Strumia,(2)
G. M. Morales,(1)
L. Otero,(1)
y M. Santo(1)
(1) Departamento de Física. Departamento de Química. Facultad Ciencias Exactas.
Universidad Nacional de Río Cuarto, Córdoba, Argentina.
(2) Departamento de Química Orgánica. Facultad Ciencias Químicas. Universidad
Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Los dendrímeros y dendrones son polímeros que se caracterizan por su estructura
tridimensional ramificada bien definida y peso molecular preciso [1]; esto los convierte en
materiales muy interesantes para una gran variedad de aplicaciones nanotecnológicas [2].
El depósito de estos nuevos materiales sobre sustratos sólidos permite el diseño de
dispositivos con novedosas aplicaciones en optoelectrónica, en el desarrollo de sensores
químicos y biológicos y soportes para la administración de fármacos. En particular, el uso
de sistemas de liberación controlada de drogas desde un dispositivo sólido altamente
ordenado permite el control sobre la carga y la liberación de fármacos mediada por
superficie [3].
En este trabajo se reporta la generación y caracterización de películas de Langmuir de
moléculas dendriméricas. El objetivo de este estudio es investigar el comportamiento de
dendrones en la interfase aire-agua, comprender los principios generales que determinan la
conformación molecular en la interfase y analizar la importancia de las funcionalidades
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
114
químicas de las diferentes partes que componen la estructura dendrimérica en las
propiedades de las monocapas generadas.
Las monocapas de dendrones formadas se caracterizaron mediante isotermas de presión
superficial-área molecular. Además, se realizaron estudios de reversibilidad y estabilidad de
las monocapas a diferentes presiones, con el propósito de determinar las condiciones
óptimas para lograr una buena transferencia de las monocapas sobre un sustrato sólido. Se
transfirieron películas del dendrón sobre mica, a través del método de Langmuir-Blodgett, y
se caracterizaron mediante AFM. También se generaron películas mixtas dendrón-
compuesto activo, las cuales se pudieron transferir exitosamente sobre un sustrato sólido.
Los resultados obtenidos permiten proponer a las películas dendriméricas estudiadas como
potencial material soporte, capaz de actuar como vehículo en la administración de fármacos
mediada por superficie.
[1] H. N. Patel, P. M. Patel, Int J Pharm Bio Sci. 4, 2, (2013) 454-463.
[2] P. Kesharwani, K. Jain, N. K. Jain, Prog. Polym. Sci. 39, (2014) 268-307.
[3] A. N. Zelikin, ACS Nano., 4, 5, (2010) 2494-2509.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
115
MECANISMO DE ACCIÓN DE LA BACTERIOCINA PRODUCIDA POR
PSEUDOMONAS FLUORESCENS SF4C
M. Fernandez,(1)
A. Godino,(1)
G. M. Morales(2)
y S. Fischer(1)
(1) Departamento de Biología Molecular y (2) Departamento de Química,
Facultad de Ciencias Exactas, Fco-Qcas y Naturales - Universidad Nacional de Río Cuarto
Ruta 36, km 601. Río Cuarto. Córdoba. Argentina.
E-mail : [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Las bacteriocinas son consideradas la nueva generación de compuestos antimicrobianos; en
el género Pseudomonas han sido estudiadas principalmente en P. aeruginosa, y
denominadas piocinas; éstas han sido clasificadas en 3 grupos (R, F y S) en base a su
estructura.[1]
P. fluorescens SF4c es una cepa nativa promotora del crecimiento de trigo y tomate que
sintetiza una bacteriocina capaz de inhibir a cepas fitopatógenas de los géneros
Pseudomonas y Xanthomonas. Este compuesto antimicrobiano pertenece al grupo de
piocina tipo R similar a la de P. aeruginosa.[2]
La actividad antimicrobiana de las piocinas R de P. aeruginosa consiste en la formación de
poros en la membrana de la cepa sensible [1]. El objetivo de este trabajo fue dilucidar si
éste es el modo de acción de la piocina de la cepa SF4c. Este estudio se llevó a cabo
mediante microscopia de fuerza atómica (AFM), por ser una técnica muy útil para
determinar cambios en la morfología y propiedades mecánicas sufridas ante estímulos
externos. Para ello, un cultivo de Xanthomonas axonopodis pv vesicatoria Xcv Bv5–4a fue
crecido hasta fase exponencial (DO600 0,5), cosechado y lavado con solución fisiológica y
resuspendido en el volumen inicial de cultivo, para luego inmovilizar las bacterias sobre
vidrio cubierto por una película de polielectrolito.[3] Finalmente, sobre las bacterias
inmovilizadas se realizó el tratamiento con la bacteriocina (la cual se encuentra
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
116
resuspendida en buffer TN50). Como control se utilizó bacterias inmovilizadas con el
agregado de buffer TN50 sin bacteriocina.
Los resultados obtenidos confirman que el modo mediante el cual esta bacteriocina ejerce
su acción antimicrobiana es la formación de poros en la membrana de la cepa sensible,
observándose una marcada disminución de la altura de las células; lo que sugiere una
reducción del volumen celular por pérdida de sustancias intracelulares.
[1] Michel-Briand, Y. and Baysse, C. 2002. Biochimie, 84: 499–510.
[2] Fischer, S., Godino, A., Quesada, J., Cordero, P., Jofre, E., Mori, G. and Espinosa, M.
2012. Microbiology, 158:1493–1503.
[3] a) Morris, V.J., Kirby, A.R. and Gunning, A. 2010. Atomic Force Microscopy for
Biologists, Imperial College Press, London, UK. b) Braga, P.C. and Ricci, D. 2011. Atomic
Force Microscopy in Biomedical Research. Methods and Protocols. Humana Press,
Springer Science+Business Media. New York, USA.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
117
ADHESIÓN DE STAPHYLOCOCCUS AUREUS EN SUSTRATOS DE SÍLICA:
EFECTO DE LAS PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS SUPERFICIALES Y DE LA
ADSORCIÓN DE ALBÚMINA
Ma. Laura Martín, Valeria Pfaffen, Laura E. Valenti, Carla E. Giacomelli
INFIQC. Departamento de Fisicoquímica. Facultad de Ciencias Químicas. Universidad Nacional de Córdoba.
Haya de la Torre s/n, Ciudad Universitaria, Córdoba, Argentina
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Las infecciones posquirúrgicas ocasionadas por el uso de implantes, se inician con la
adhesión bacteriana persistente sobre su superficie, seguida de la colonización y formación
de un biofilm bacteriano maduro. Las propiedades superficiales del biomaterial implantado
afectan directamente a la adsorción de las proteínas plasmáticas presentes en el fluido
biológico circundante, y éstas forman una película que condiciona la adhesión bacteriana.
En este trabajo, se propone comprender el proceso de adsorción de proteínas utilizando
diseños factoriales de experimentos y evaluar la adhesión de Staphylococcus aureus sobre
los sustratos biofuncionalizados. En particular, se estudió la biofuncionalización con
albúmina sérica bovina (BSA) sobre sustratos de silicio/sílica a dos pH (4,8 y 7,3) mediante
reflectometría, con distintas combinaciones de factores: velocidad de flujo, concentración
de BSA y tiempo de adsorción. Se evaluó la velocidad inicial de adsorción, la cantidad
adsorbida de saturación y el porcentaje de desorción. Se eligieron tres condiciones
experimentales que reflejen alta, baja e intermedia cantidad de proteína remanente luego de
la desorción. Con estas condiciones, se evaluó la adhesión de la bacteria sobre los sustratos
biofuncionalizados por microscopía confocal de fluorescencia, utilizando una tinción que
permite diferenciar a las células vivas, de las muertas.
Los factores que condicionan la biofuncionalización son el tiempo de adsorción, velocidad
de flujo y concentración de BSA. Este proceso no está controlado por el grado de
cubrimiento superficial, sino que depende del tiempo de residencia de la proteína sobre la
superficie. En cuanto a la adhesión bacteriana, se observaron diferencias para cada
condición en comparación con los sustratos sin modificar. En estos sustratos se observaron
grandes grupos de bacterias, mientras que en presencia de BSA se reduce la cantidad de
bacterias por grupo. Sin embargo, la cantidad de bacterias por campo y la relación de
bacterias vivas/muertas no son significativamente distintas.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
118
LA ORGANIZACIÓN Y TOPOGRAFÍA INTERFACIAL DE C10-CER
ESTÁ CINÉTICAMENTE LIMITADA
G. Marzari, L. Fanani y B. Maggio
CIQUIBIC, UNC-CONICET, Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas,
Universidad Nacional de Córdoba, Haya de la Torre y Medina Allende, Ciudad Universitaria,
X5000HUA, Córdoba, Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Los esfingolípidos están involucrados en la traducción de señales en biomembranas en
eventos de bioreconocimiento, diferenciación, apoptosis, neuroinmunología y
regeneración/degeneración de células nerviosas. Están constituidos por una base
esfingosina unida en enlace amida a un ácido graso de diferente longitud. Las ceramidas,
los esfingolípidos más simples, relacionan vías de degradación de esfingomielinas y
glicoesfingolípidos y regulan el contenido de diacilglicerol, glicerofosfolípidos y otros
mensajeros lipídicos [1]. En este trabajo estudiamos la dependencia de la organización y
topografía interfacial de ceramida N-acilada con un ácido graso de 10 carbonos (C10-Cer)
con la cinética de compresión-expansión de su organización molecular en una interfase
aire-agua. La adopción de algunos empaquetamientos moleculares particulares, la
transición bidimensional de fase, su cooperatividad y la morfología de los dominios
condensados dependen de la velocidad de compresión-expansión del film indicando que la
estructuración interfacial está cinéticamente limitada en el nivel molecular y supra-
molecular. Las isotermas presentan histéresis diferentes cuando varía la velocidad de
barrido. El análisis de funciones termodinámicas de histerésis arroja valores negativos, lo
cual indica la retención de una cantidad considerable de energía libre durante el proceso de
compresión. Dependiendo de la velocidad de barrido existen diferentes compensaciones de
contribuciones entrópicas y entálpicas que contribuyen a la energía libre de histéresis. La
energía almacenada representa un balance de interacciones entálpicamente favorables que
exceden a contribuciones proporcionadas por la desfavorable diminución de entropía
configuracional que resulta de un empaquetamiento más condensado. Como consecuencia,
a una menor velocidad de barrido parecen establecerse interacciones intermoleculares
termodinámicamente más favorables durante el proceso de compresión. La histéresis indica
que parte de la energía libre de compresión es almacenada en una organización interfacial
que conserva una inercia considerable para retornar al estado inicial bajo expansión,
reflejando un contenido de información importante y cinéticamente limitada en la
organización de la superficie.
[1] F. Dupuy, M. L. Fanani, B. Maggio, Langmuir 27 (2011) 3783-3791
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
119
SUPERFICIES BASADAS EN HIDROGELES DE PNIPAM, COMO SOPORTE PARA EL CRECIMIENTO DE FIBROBLASTOS
F. Alustiza,
(1,2) R. Rivero,
(1) D. Acevedo,
(1) D. Forcato,
(2) V. Cappella,
(2) N. Rodriguez
(2),
M. Miras,(1)
C. Barbero,(1)
P. Bosch,(2)
C. Rivarola(1)
(1) Departamento de Química y (2) Departamento de Biología Molecular,
Fac. de Cs. Exactas Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto, Córdoba Argentina.
E-mail: [email protected]
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN.
Los hidrogeles son polímeros entrecruzados capaces de absorber grandes cantidades de
agua por lo que son utilizados en el campo de la biomedicina como lentes de contacto,
implantes de cornea, transporte y liberación de drogas, sustitutos de piel y órganos
artificiales, entre otras. En el presente trabajo se evalúa la adhesión de fibroblastos fetales
bovinos (FFB) sobre la superficie de hidrogeles termosensibles sintetizados por
polimerización radicalaria, basados en N-isopropilacrilamida (NIPAm) y la
copolimerización con AMPS (acido 2-acrilamido-2-methilpropanosulfonic) o HMA (N-
[Tris(hidroximetil)metil] acrilamida). Los estudios de adhesión y biocompatibilidad fueron
realizados con cultivos primarios de FFB que previamente transfectados y seleccionados
para expresar la proteína verde fluorescente y permitir su visualización por microscopia
óptica. Los geles fueron hidratados en medio de cultivo celular completo y se esterilizaron
bajo radiación UV. Los FFB fueron sembrados sobre las superficies de los hidrogeles de
distintas composiciones. La interacción de los FFB con la superficie fue evaluada por
microscopio invertido UV-visible a distintos tiempos de cultivo y mediante microscopia de
fuerza atómica (MFA). La viabilidad celular fue determinada mediante MTT y comparada
con un grupo control en ausencia de hidrogel. Por calorimetría diferencial de barrido se
determinaron las temperaturas de transición de fase (TPT) de los hidrogeles sintetizados, en
DMEM y agua. El porcentaje de hinchamiento y la TPT son diferentes en ambos medios,
diferencia atribuida a la presencia de abundantes solutos en el medio de cultivo. La
adhesión celular es mayor en las superficies colapsadas que en los geles hinchados;
probablemente el incremento de la hidrofobicidad en los hidrogeles colapsados, estimule
una mayor interacción célula-matriz. No se evidenciaron alteraciones morfológicas en el
desarrollo de los FFB y la viabilidad celular no se vio afectada al contacto con las distintas
superficies. Estos resultados preliminares sugieren la posible aplicación de estos materiales
en el desarrollo de nuevos soportes celulares y en bioingeniería de tejidos.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
120
INTERACCIÓN DE NANOPARTICULAS MAGNÉTICAS CON MODELOS DE
BIOMEMBRANAS
R. Vico
(1) y B. Maggio
(2)
1INFIQC-CONICET, Departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Nacional de Córdoba. 2CIQUIBIC-CONICET,Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad
Nacional de Córdoba.
Área Temática: Bio-moléculas sobre superficies e interfaces de interés biológico.
RESUMEN
Las nanopartículas están siendo propuestas para un gran número de aplicaciones en el
campo de la biología, nanomedicina y nanobiotecnología planteando un nuevo desafío para
comprender las interacciones que se establecen en bio-interfases. Entre las nanopartículas
unas de las más promisorias son las nanopartículas magnéticas (MNP) debido a sus
potenciales aplicaciones en liberación dirigida de drogas, resonancia magnética de
imágenes, terapia hipertérmica localizada entre otras.
En este encuentro presentaremos resultados relacionados a la influencia que tiene la
funcionalización de MNP al interactuar con modelos de biomembranas como monocapas
de Langmuir.1
(1) Matshaya, T. J.; Lanterna, A. E.; Granados, A. M.; Krause, R. W. M.; Maggio, B.;
Vico, R. V Langmuir 2014, 30, 5888–5896.
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
122
A
Acevedo, D. F.. …………......86/91/103/110/119
Alcoba, M. …..……………...99
Aldao, C. M. … …………….42
Alustiza, F. ….. ……………. 119
Alvarez, M. G. ……………. 105
Amaya-Roncancio, S. ……...81
Arbeloa, E.M. ........................109
Arce, M. D. …………………82
Ardenghi, J. S. …………….60
Ascolani, Hugo……………... 25/55
B
Baena-Moncada, A. M……... 91
Bahena, D. …………………. 93
Bajales, N. …………………. 74
Balach, J. ……………………103
Baraldo, Luis M. ……………64
Barbero, C. ………………….86/90/91/102/103
Barraco, D. ………………… 71
Barrera,D. …………………. 56/79
Basaldella, Elena I…………. 56
Baschini, M.T………………. 76
Bechthold, P. ………………..60
Belelli, P.G. …………………88
Bellingeri, R.V. ……………..110
Bengió, S. ………………….. 49
Benitez, Guillermo …………29
Bercoff, P. G. ……………….74
Bernini, M.C. ……………….26
Bertolino, M. C. …………….28
Bertolotti, S.G. …………….109
Blanco, M. C. ……………..74
Blum, Bárbara ……………..29
Bogino, P. ……………………112
Bonetto, F. …………………...57
Bonin, C. ……………………57
Bonivardi, A. ……………….39
Bosch, P. ……………………119
Bosco, M. V. …………………39
Brizuela, G. …………………84/77/59/60/61
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
123
Broglia, M.F. ……………….86
Brunetti, V. ………………….33
Busnengo, H.F. ………….......38/39/43/68/75/87
C
Cabeza, Gabriela F. ………..30/88
Calderón, M. ……………….113
Calvo, Ernesto J. …………....46
Candal, R. ……………………36
Candia, A.E. …………………62
Cappella, V. …………………119
Cappellari Victoria, M. …….89
Cappellari, P. ……………….90
Caraballo, Rolando M. ………64
Carrión, S. M. ……………….32/53
Castellani, N.J. ……………….88
Chasvin, M. N. ……………….59
Coneo-Rodríguez, R. ………...91
Cornaglia, L.M. ………………104
Cornette, V. …………………..79
Coronado, E. A. ……………….93
Costamagna, I. ………………..110
Crespos, C. ………………….87
Cristina, Lucila ……………….25/29
D
Dassie, Sergio A. .......................78
De Oliveira, J.C.A. ……………79
Díaz Compañy, A. …………….77
Díaz, C. ………………………68
Diaz, M. ………………………32
Dib, N. ………………………113
Dittrich, Thomas ……………..50
Domínguez Rivera,V. ………...55
Dong, W. ……………………..38
Dos Santos, G.J. ………………66
Douglas-Gallardo, O. A. …….93
Durantini, Edgardo ………….50/105
Durantini, Javier …………….50
F
Fairen-Jiménez, D. …………..26
Fanani, L. ……………………118
Farias, E.D. …………………..33
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
124
Farigliano, L.M. ……………..35
Felisberto, M. ……………….36
Fernández, H ………………..18
Fernández, José L…………...19
Fernandez, L…………………95/113
Fernandez, M. ………………115
Ferrón, J. ……………………57/62
Fischer, S. ……………………115
Floreano L. ………………….55
Forcato, D. …………………..119
Franceschini, E. A. ………….67
Fuhr, Javier …………………25/55
Fungo, Fernando……………89/95/97/107
G
Ganduglia-Pirovano, M. V. …39
García-Blanco, A. …………….26
Gayone, Esteban ……………25/29/55
Gervaldo, Miguel …………….45/50/52/97
Giacomelli, Carla E. …………16/78/117
Giordano, W. …………………112
Giovanetti, Lisandro …………21
Godino, A. ……………………115
Godoy, A. ………………………26
Gómez, G. ……………………..88
Gómez, L……………………….62
Gonzalez Orive, A. …………….90
González, E…………………….60/61
Gonzalez-Pedro, Victoria …….45/52
Goyanes, S. …………………...36
Granados, A. M. ……………….28
Grizzi, Oscar …………………..29
H
Heredia, D …………………….95
Herrera, Elisa G. ………………16
Herrera, Santiago E. ……….....46
I
Irigoyen, B. …………………….84
J
Jasen, P. ………………………..60/61
Juan, A. ………………………...84
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
125
K
Kellogg, Richard M. …………..25
L
Lacconi, G. I………………….....67
Larregaray, P. ………………….87
Leiva, E. P. M …………………..35/71
Lerner, G. ……………………….81
Linares, D. ……………………....81
Linares, D.H. …………………….66/70
Linarez Pérez, O.E. ……………..72
Lingenfelder, Magalí ……………25
Longone, P. ………………………66
López Teijelo, M. ………………..72
López, M. B………………………32/53
López, R.H……………………….79
Lozano, A…………………………38/43
Lustemberg, P. G…………………39
M
Maarten W. van der Meijden……25
Macagno, V. A……………………93
Macchione, M. A………………...93
Maggio B…………………………15/118/120
Mangiarotti, A. …………………41
Mangione, M. I………………….95
Marchini, Florencia……………..46
Mariscal, M. M…………………..93
Martín, F…………………………68
Martín, María Laura……………16/117
Martinelli, M…………………….113
Martínez, A. E…………………...68/87
Marzari, Gabriela……………….89/118
Matoz-Fernandez, D.A…………70
Milanesio, María Elisa………….50
Minudri, D………………………95/97
Miolano, M………………………99
Mirabella, D. A………………….42
Miras, M…………………………102/119
Moiraghi, R……………………43/93
Molina, M.A……………………86
Mondragón, I………………….36
Monge, N………………………..101/102/107
Montero Lago, Rochel………….56/76
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
126
Morales, Gustavo……89/101/107/112/113/115
Mora-Seró, Iván……………….45/52
Moreno, M. S..............................107
Moreno-López, J.C. …………...62
Morgade, Cecilia I. N………….30
Mozhzhukhina, Nataliia………46
N
Narda, G.E……………………..26
O
Oliva, F. Y. …………………… .93
Orazi, V………………………...61
Otero, Luis……………….. 45/ 50/ 52/95/97/113
Otero, M……………………….71
Oviedo, O.A……………………35
P
Para. M.L………………………72
Passarelli, N…………………….93
Passeggi, M.C.G………………..33/62
Pastor, E………………………..90/101
Pedernera, D. A………………….74
Pérez, L. A………………………..93
Pérez, M. A……………………….93
Petuya, R…………………………87
Pfaffen, Valeria.............................117
Pinto L. M. C……………………..11
Pistonesi, C………………………..59
Planes, G…………………………..90/99/101/91
Pozzi, G…………………………….97
Previtali, C.M..................................109
Pronsato, M. E…………………….61
Q
Quaino P. ………………………….11/82
R
Ramirez Pastor, A. J………………26/66/70
Ramírez, C…………………………75
Ramos, M…………………………..68
Reviglio, A. L………………………113
Ripollés, Teresa S………………….45/52
Rivarola, C.R………………………86/119
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
127
Rivero, R…………………………..119
Robino, L…………………………..55
Roca Jalil, M.E…………………….76
Rodríguez, L.M……………………55
Rodriguez, N………………………119
Rojas, M.I…………………………71/ 72
Rubert, Aldo ………………………29
Rubiolo,G…………………………36
S
Sacco, L……………………………36
Salazar, Leonardo ……………….29
Salvarezza, Roberto C. ………….29
Sánchez, Esteban A. ……………..29
Sánchez, Rafael S………………...45/52
Sandoval, M………………………61
Santo, M………………………….50/113
Santosa E…………………………11
Sapag, K………………………….26/56/76/81
Scherlis, D. A………………….....39
Schilardi, Patricia L. ……………22
Schmickler W…………………….11
Schwindt, V. Cardoso……………60
Seitz, H. …………………………..84
Shen, X.J…………………………38
Simonetti, S………………………77
Solis, C.A………………………97
Sorroche, F.................................112
Spanevello, R. …………………..95
Spitale, A…………………………93
Stacchiola Darío J……………..12
Stragliotto, María Fernanda…..16/78
Strumia, M………………………105/113
Suárez, Belén ……………………45/ 52
Suarez, María Belén……………50
T
Tamborini, l…………………......103
Tara, Juan C…………………….56
Tarditi, A.M……………………..104
Tempesti, T………………………105
Tesio, Alvaro Y………………….46
Torres, Walter R………………..46
Tucceri, R………………………..47
SEXTO ENCUENTRO DE FÍSICA Y QUÍMICA DE SUPERFICIES
128
U
Urreta, S…………………………74
V
Valenti, Laura E…………………16/117
Vázquez de Parga A. L…………13
Vega, R. M………………………53
Verdini, V………………………..55
Vico, R…………………………..120
Vidal, R………………………….57/62
Vignatti, Charito………………..30
Villar, Florencia R…………… ..64
Villareal, M.A. ………………….35
Villaroel, J………………………26/56
Viqueira, M. S…………………..74
Vivas, A.B……………………….110
W
Wilke, N…………………………41
Williams, Federico J……………46
Y
Yacamán, M. J…………………..93
Yelpo, V. ……………………….79
Z
Zensich, M………………………101/107
Sexto Encuentro de Física y Química de SuperficiesLibro de Resúmenes
Marisa Santo, Luis Otero y Gustavo Morales
8, 9 y 10 de Septiembre de 2014 Río Cuarto, Córdoba, Argentina
Docentes del Departamento de Química y el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas organizan el VI Encuentro de Física y Química de Superficies (FyQS-VI) con la convicción de que los conocimientos obtenidos a través de las investigaciones científicas deben ser socializados, y que los mismos se potencian si son compartidos y difundidos a través de la realización de eventos y la publicación de sus actividades.
Este acontecimiento permite a los investigadores nacionales de varias disciplinas conocer los distintos temas que se desarrollan en nuestro país, plantear los problemas y necesidades de cada uno, y discutir sobre ello. La reunión pretende consolidar un ámbito de encuentro para todos los investigadores del país dedicados al estudio de fenómenos básicos que ocurren en superficies sólidas y sus posibles aplicaciones, con el propósito de fomentar la cooperación interdisciplinaria e incentivar el desarrollo del área.
El objetivo es lograr mancomunar esfuerzos para el desarrollo mediante la optimización de los recursos humanos y materiales disponibles en el país.
Editores responsables
ISBN 978-987-688-076-3