Adsorción de diferentes organosilanos en superficies de silicio para el crecimiento controlado de surmof

Abstract

Debido a la presencia de contaminantes y a la ausencia de un marco regulatorio en nuestro país, es que se hace necesario desarrollar nuevas tecnologías económicas, sensibles, eficientes y portátiles que permitan su detección. Actualmente, la comunidad científica ha prestado especial interés a estructuras metal orgánicas o MOFs, que detectan contaminantes al modificar sus propiedades ópticas y eléctricas debido al contacto con al analito. Si bien es una tecnología que se está utilizando actualmente, es necesario desarrollar un dispositivo que permita sensar de manera in-situ, para ello es que se ha considerado anclar el MOF sobre una superficie (SURMOF) utilizando una monocapa autoensamblada (SAM por sus siglas en inglés) como conexión. Esto permitiría mejorar la interacción entre la estructura y el analito, pero se hace necesario estudiar y mejorar la estabilidad de la monocapa. En base a esto, en este trabajo se plantea la estudiar el proceso de funcionalización de superficies de silicio con organosilanos como (3-Aminopropil) trietoxisilano (APTES) y (3-trietoxisilil) propil succínico anhídrido (TSP), los que permiten la formación de una monocapa autoensamblada, entregándole estabilidad al MOF sobre la superficie. Para corroborar el cumplimiento de este objetivo es que se desarrollan metodologías de funcionalización con las que es posible estudiar y controlar el anclaje de dichas moléculas sobre una superficie, proceso que es caracterizado mediante distintas técnicas que evidencias la presencia de grupos de interés sobre la superficie. El trabajo desarrollado demuestra, mediante técnicas como ángulo de contacto, Fourier Transform Infrared (FTIR) y potencial Z, que es posible funcionalizar la superficie de silicio utilizando organosilanos como APTES y TSP bajo condiciones de deposición controladas.

Due to the presence of contaminants and the absence of a regulatory framework in our country, it is necessary to develop new economical, sensitive, efficient and portable technologies that allow their detection. Currently, the scientific community has paid special interest to metal-organic frameworks or MOFs, which detect contaminants by modifying their optical and electrical properties due to contact with the analyte. Although it is a technology that is currently being used, it is necessary to develop a device that allows in-situ sensing, for which we have considered anchoring the MOF on a surface (SURMOF) using a self-assembled monolayer (SAM) as a connection. This would improve the interaction between the structure and the analyte, but it is necessary to study and improve the stability of the monolayer. Based on this, in this work it is proposed to study the functionalization process of silicon surfaces with organosilanes such as (3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES) and (3-triethoxysilyl) propyl succinic anhydride (TSP), which allow the formation of a self-assembled monolayer, providing stability to the MOF on the surface. To corroborate the fulfillment of this objective is that functionalization methodologies are developed with which it is possible to study and control the anchoring of these molecules on a surface, a process that is characterized by means of different techniques that evidence the presence of groups of interest on the surface. The developed work demonstrates, by means of techniques such as contact angle, Fourier Transform Infrared (FTIR) and Z potential, that it is possible to functionalize the silicon surface using organosilanes such as APTES and TSP under controlled deposition conditions.