sexto encuentro de fÍsica y quÍmica de …...fecha de catalogación: 03/09/2014 sexto encuentro de...

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ISBN 978-987-688-076-3 Marisa Santo, Luis Otero y Gustavo Morales Editores responsables 8, 9 y 10 de Septiembre de 2014 Río Cuarto, Córdoba, Argentina Sexto Encuentro de Física y Química de Superficies Libro de Resúmenes

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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

10

Conferencias Plenarias

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

20

Tutoriales

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

24

Comunicaciones Orales

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.

[email protected]

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.

[email protected]

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

121

Índice Alfabético de Autores

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