Interfacial chemistry of catechol-based nanostructures

• Autores: Mireia Guardingo Melian
• Directores de la Tesis: Félix Busqué Sánchez (dir. tes.), Daniel Ruiz Molina (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Nicholas D. Spencer (presid.), M. del Mar Puyol Bosch (secret.), João F. Mano (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Química física
      • Química de interfases
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • Los catecoles son compuestos aromáticos presentes en una gran variedad de sistemas naturales. Dada su gran versatilidad a nivel de propiedades fisicoquímicas, adquieren papeles clave en diferentes procesos naturales. Entre otros, los grupos catecol se encuentran en las proteínas adhesivas de los mejillones formando parte de aminoácido L-DOPA, que se considera responsable del extraordinario poder adhesivo de estos organismos en condiciones de extrema humedad. Este fenómeno ha fascinado a los científicos durante décadas y grandes esfuerzos se han destinado a entender e imitar estos sistemas. Otras propiedades de los catecoles, como su capacidad de formar complejos metálicos o su actividad redox, también han sido estudiadas tanto a nivel fundamental como en sistemas aplicados. En la presente tesis nos centramos en la obtención de sistemas de escala nanométrica basados en derivados de catecol y en el estudio de sus propiedades. Para ello, se llevó a cabo un trabajo multidisciplinar que incluye la síntesis de nuevos compuestos orgánicos, la obtención de nanoestructuras y el uso de microscopías y técnicas litográficas. En primer lugar se estudió la influencia de la densidad y orientación de los grupos catecol en las propiedades interfaciales de monocapas autoensambladas (SAMs) con unidades de catecol en el exterior; usando una punta de AFM o mediante la adsorción de nanopartículas magnéticas. Además, se estudió el efecto de la unidad de catecol en el proceso de formación y la estructura final de las monocapas. Por otro lado se llevó a cabo la síntesis de materiales poliméricos nanoestructurados basados en la funcionalidad catecol. Para ello se emplearon tanto metodologías clásicas como la síntesis confinada en pequeños volúmenes en superficie mediante el uso de litografía por escritura directa asistida por AFM. Esta técnica nos permitió fabricar estructuras de polidopamina y partículas de polímeros de coordinación mediante la deposición en superficie de los precursores de estos materiales en forma de gotas en la escala del femtolitro. De esta forma demostramos la viabilidad de la técnica para posicionar materiales funcionales en áreas concretas de una superficie.