Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid - Materials Science ...

6. Estudio de material biológico mediante
Microscopía de Fuerzas Atómicas
Palabras clave: microscopía de fuerzas atómicas, proteínas,
superficies funcionalizadas
Se han estudiado tres sistemas: monocapas de i) metalotioneína
ii) fructosa dehidrogenasa iii) peroxidasa,
sobre sustratos de oro desnudo o funcionalizado con
tioles. Se analizó la superficie de la monocapa de proteínas
mediante AFM en el modo de “tapping” y operando
en el tampón, obteniéndose resolución a nivel
molecular. En los sistemas i) e ii) se estudió la influencia
de la presencia de una monocapa de tioles en la
geometría de adsorción de la monocapa de proteína. En
ambos casos se correlacionó la diferente geometría y
orden de la monocapa con las distintas interacciones
que gobernaban la adsorción de la proteína. En este
sentido, la espectroscopia de fuerzas fue útil para
conocer mejor a escala nanométrica las propiedades de
las monocapas de tioles. También se estudió la influencia
de la interacción punta-muestra para la visualización
de material orgánico por los modos de “tapping” y
de contraste de fase.
6. AFM study of biological material
Keywords: atomic force microscopy (AFM), proteins,
functionalized surfaces
We have studied three systems: i) metallothionein, ii)
fructose dehydrogenase, iii) peroxidase, deposited on
gold substrates, bare or thiol-functionalized. In all
cases, we analysed the protein monolayer surface by
AFM operating in tapping mode under buffer conditions,
achieving molecular resolution. In systems I) and
ii) we studied the influence of the presence of a thiol
monolayer on the geometry of adsorption of the protein
monolayer. In both cases we correlated the different
protein monolayer geometry and ordering with the
different interactions governing the protein adsorption
process. In this sense, force spectroscopy revealed as a
very useful technique to reach a better knowledge at
nanometer level of the properties of the thiol monolayers.
We also studied the influence of the tip-sample
interactions on the imaging of organic samples with the
tapping and phase contrast modes.
1. J.M. Abad, M. Vélez, C. Santamaría, J.M. Guisán, P.R. Matheus, L. Vázquez, I. Gazaryan, L. Gorton, T. Gibson, V.M. Fernández, Journal
of the American Chemical Society, 124 (2002) 12845.
2. E. Casero, M. Darder, F. Pariente, E. Lorenzo, J. Martín-Benito and L. Vázquez, Nano Letters 2 (2002) 577.
3. E. Casero, L. Vázquez, J. Martín-Benito, M.A. Morcillo, E. Lorenzo and F. Pariente, Langmuir 18 (2002) 5909
Proyectos: Colaboraciones con el Departamento de Química Analítica de la UAM y con el Instituto de Catálisis.
7. Materiales nanocomposites
Palabras clave: materiales nanocomposites, arcillas,
HDLs
En esta línea de investigación estudiamos la posibilidad
de asociar a la escala nanométrica sólidos laminares
como filosilicatos naturales (arcillas) e hidróxidos
dobles tipo hidrotalcita (HDLs), con distintos tipos de
polímeros funcionales, fundamentalmente electroactivos.
La preparación de nanocomposites HDLs de Cu- Cr
y Zn-Cr con POE funcionalizado (-COOH o -SO 3
H)
mediante incorporación del polímero por cambio iónico
o síntesis del HDL en su presencia, indica que el método
de síntesis es crucial para conseguir materiales
intercalados bien organizados estructuralmente. Se han
sintetizado nanocomposites basados en esmectitas
mediante procesos de polimerización in situ de pirrol y
acrilonitrilo. Estos últimos son especialmente interesantes
ya que permiten preparar materiales nanoestructurados
con alternancia de capas de espesor nanométrico
de silicato y de carbón conductor electrónico.
Se ha iniciado un estudio similar empleando el silicato
nanoporoso sepiolita para obtener nanohilos de carbón.
Se han preparando también nuevos nanocomposites
POE/arcilla mediante intercalación activada por
microondas. Todos estos nanocomposites se están
caracterizando para su aplicación como elementos de
baterías de litio.
7. Nanocomposite materials
Keywords: nanocomposites, clays, LDHs
In this line of investigation we explore the possibility to
associate at the nanometric scale layered solids such as
natural phyllosilicates (clays) or layered double hydroxides
(LDHs) with different functional polymers, mainly
electroactive polymers. Preparation of nanocomposites
based on Cu-Cr and Zn-Cr LDHs and PEO incorporating
-COOH or -SO 3
H functions, by ion-exchange or template
synthesis of the LDH in presence of the polymer,
indicates that the synthetic method is crucial to reach
the formation of well organized intercalated nanocomposites.
Polymer-clay nanocomposites has been prepared
by in situ polymerization of pyrrole and acrylonitrile
in smectites. These last group present special interest
as they can be transformed into nanostructure
materials presenting alternate layers of nanometric
thickness of silicate and conducting carbon. Based on
this we are now using the nanoporous silicate sepiolite
to prepare carbon nanowires. Also PEO/clay nanocomposites
has been prepared by the new melting intercalation
activate by microwave irradiation method. We are
currently studying the characteristics of most part of
these nanocomposites in view to their application as
components of lithium batteries.
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