Moléculas orgánicas adsorbidas sobre superficies metálicas: formación de nanoestructuras y evaluación de sus propiedades físicoquímicas

Resumen

Introducción: Se fabricaron nanoestructuras basadas en la adsorción de moléculas orgánicas sobre superficies metálicas. Las moléculas seleccionadas para la formación de las nanoestucturas fueron la sal sódica de ditiocarbamato de piperazina (Na₂ [DTCPz]) y derivados de tiourea: 1-(2-furoil)-3-feniltiourea (T1); 1-(2-furoil)-3-(m-trifuorometilfenil)tiourea (T4) y 1-(2-furoil)-3-o-toliltiourea (T6).

Objetivos: Evaluar candidatos moleculares para fabricar nanoestructuras con reproducibilidad, estabilidad y acoplamiento entre las propiedades electrónicas y moleculares, útiles en aplicaciones tecnológicas.

Métodos: Las nanoestructuras se sintetizaron por inmersión del sustrato metálico en una disolución de derivados de moléculas durante 24 horas. Las propiedades estructurales, físicas y químicas de las nanoestructuras fueron descritas mediante microscopía de barrido por efecto túnel, espectroscopía de fotoelectrones de rayos X y teoría del funcional de densidad.

Resultados: La formación de las fases de azufre, debido a la descomposición de Na₂(dtcpz), durante el proceso de adsorción sobre sustratos de Au (100) fue analizada mediante microscopía de barrido por efecto túnel y teoría del funcional de densidad. Los resultados explicaron la coexistencia de patrones cuasirectangulares formados por 8 (octámeros) y 6 (hexámeros) átomos de azufre, producidos por la expansión y contracción de regiones en la superficie de Au (100). En particular, para las nanoestructuras formadas por los derivados de tiourea, las imágenes de microscopía de barrido por efecto túnel y los resultados espectroscopía de fotoelectrones de rayos X confirmaron la adsorción de T1 y T4 sobre Au (111) y la descomposición de la T6 en las conocidas fases de azufre: octámeros y hexámeros.

Conclusiones: Estos resultados permitieron una mejor comprensión de la interacción de moléculas organosulfuradas con la superficie de oro, abriendo el camino a potenciales aplicaciones en biosensores, sensores atmosféricos, dispositivos optoelectrónicos, control de la contaminación de iones pesados, conversión de energía y el desarrollo de nuevos medicamentos.