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MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS

Trabajo de Superficies y Coloides
by

Beatriz Alvarez

on 10 March 2015

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Transcript of MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS

MONOCAPAS AUTOENSAMBLADAS (SAM's)
Es la asociación espontánea de moléculas para conformar estructuras de gran tamaño, llamadas supramoléculas.
Una monocapa es una sola capa de átomos o moléculas estrechamente empaquetados.
INTRODUCCIÓN
Las monocapas o películas autoensambladas (SAM, del inglés self-assembled monolayer), son conjuntos moleculares formados espontáneamente en la superficie por adsorción (autoensamblaje molecular) y están organizados en más o menos grandes dominios ordenados.
Se trata de un proceso de quimisorción exotérmico
1- INTRODUCCIÓN
2- TIPOS DE ENLACE
3- ESTRUCTURAS
4- PREPARACIÓN
5- CARACTERIZACIÓN
6- MODELAJE
7- APLICACIONES
8- VENTAJAS/INCONVENIENTES

Representación esquemática de una estructura SAM
ESTRUCTURA SAM's
- Es el lugar donde la molécula anfifílica se une al sustrato.
- Es la parte esencial de la molécula. Es la parte que proporciona un proceso más exotérmico.

- Como resultado de esta interacción exotérmica las moléculas tratan de ocupar cada uno de los sitios que hay disponibles en la superficie del sustrato.
- Origina la aparición de fuerzas de van der Waals entre las cadenas produciendo así la organización de la monocapa.
- Este proceso también es exotérmico, aunque en menor medida.

- Es el que proporciona la funcionalidad del SAM.
- Generalmente es un grupo metilo –CH3, pero se puede modificar una vez finalizada la formación de la monocapa.

- Es donde se anclan las moléculas de surfactante por quimiadsorción.
- Debido a que es un proceso que se debe a una reacción química, el sustrato y el surfactante no pueden ser cualesquiera, ya que debe favorecer el fenómeno de autoensamblaje.
- El oro es uno de los más utilizados.

El procedimiento general consiste en la exposición por unas cuantas horas del substrato, pulido y limpio, a una solución diluida del compuesto activo.

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
Se utiliza para determinar la funcionalidad química, la conductancia (propiedad de transportar mover o desplazar uno o más electrones en su cuerpo), propiedades magnéticas, carga superficial, y las fuerzas de fricción.
También llamada litografía suave, es análoga a la impresión de tinta con un sello de goma.
Las moléculas SAM se entintan en un sello de elastómero pre-forma con un disolvente y se transfieren a la superficie del substrato por estampación.
Proceso que utiliza un microscopio de fuerza atómica para transferir moléculas en la punta a un sustrato.

Las estructuras de SAM se determinan habitualmente utilizando técnicas de microscopía de sonda de barrido, tales como la microscopía de fuerza atómica (AFM) y la microscopía de efecto túnel (STM).
MODELAJE DE LAS SAMS
Puede dar la imagen de la forma, la distribución espacial, los grupos de terminales y de su estructura de embalaje.

APLICACIONES DE SAM
ÍNDICE
¿Qué es una monocapa?
¿Qué es una monocapa auto-ensamblada?
¿Qué es el auto-ensamblaje molecular?
¿Qué es la Quimisorción?
Es una especie de adsorción que implica una reacción química entre la superficie y el adsorbato.
TIPOS DE ENLACE:
La cabeza
La cadena alifática o cola
El sustrato
El grupo terminal
PREPARACIÓN:
CARACTERIZACIÓN DE SAM
SAM´s DE PELÍCULA FINA
SAM´s MODELADOS

· Son capas con una estabilidad elevada.
· Permiten controlar la distribución espacial del elemento de reconocimiento sobre la superficie del transductor.
· Su obtención es sencilla; basta con bañar la superficie del transductor con una disolución que contenga las moléculas que generarán la monocapa.
INCONVENIENTES
· Se trata de una tecnología en desarrollo sobre la que se desconocen algunos aspectos como qué parámetros influyen en cada una de las etapas de preparación de la monocapa.
· Resulta bastante complicado depositar la misma cantidad de elementos de reconocimiento en cada transductor
VENTAJAS
Hilario Díaz Cumplido
• Covalentes: como los que se originan entre compuestos derivados del silano y superficies de vidrio.
• Covalentes polares: como en el caso de alcanotioles sobre superficies de oro (S-Au).
• Iónicos: como en el caso de ácidos carboxílicos sobre superficies de plata (CO2-Ag+).
STM
AFM
El grupo funcional terminal es el que caracteriza a las SAMs definiendo sus propiedades fisicoquímicas y de reactividad de la superficie modificada.
Impresión de micro-contacto
Dip-pen nanolitografía
Para proteger los metales de productos químicos y ácidos para grabado por ejemplo.
Pueden alterar las propiedades del vidrio, para crear una monocapa hidrófoba en los parabrisas de automóviles para mantenerlos libres de lluvia.
Recubrimiento antiadherente de nanoimpresión en herramientas de litografía y sellos.
Como modelos para el estudio de propiedades de la membrana de las células, orgánulos y la adhesión celular en las superficies.
Biosensores que necesitan separar un tipo de molécula de su entorno.
Un ejemplo es el uso de nanopartículas magnéticas para eliminar un hongo de la corriente sanguínea.
La nanopartícula magnética se recubre con una SAM que se une al hongo. A medida que la sangre contaminada se filtra a través de un dispositivo las nanopartículas magnéticas con el hongo adherido se separan.
Cada molécula se puede adaptar para atraer dos materiales diferentes.
Uso de dos tipos de SAM para alinear los nanotubos de carbono de pared simple.
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