Estudo da ordem supramolecular em sistemas de misturas de ácidos fosfônicos de uma e duas cabeças
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Emergence of supramolecular order from combined linear amphiphilic and diphosphonate molecules
Primeiro orientador
Membros da banca
Mario Sergio de Carvalho Mazzoni
Ariete Righi
Ariete Righi
Resumo
Moléculas auto-organizadas exibem funcionalidades chave para o desenvolvimento de novas tecnologias e aplicações. Normalmente, os sistemas moleculares que exibem uma ordem posicional de longo alcance são empregados em sua forma pura. Neste trabalho, observamos que uma combinação de uma molécula anfifílica, o ácido tetradecil-fosfônico (TPA) e uma molécula de difosfonato com um comprimento semelhante, o ácido 1,10-decildifosfônico (DdPA), induz a formação de estruturas ordenadas distintas com ordem de longo alcance, dependendo do volume relativo de diluições usado para a deposição por gotejamento. A partir de soluções de etanol diluídas com 0,2 mM de cada tipo molecular efetuamos combinações de ambas em proporções distintas que variam de 1:20 a 20:1, fomos capazes de identificar estruturas moleculares periódicas que consistem em três ou cinco moléculas de TPA e DdPA arranjadas em simetrias que foram observadas por difração de raios-X síncrotron. A possibilidade de formação determinística de tais estruturas pode ser desenvolvida para induzir comportamentos de superfície e de volume que se adaptam melhor a aplicações como revestimentos para estudos químicos e biológicos, bem como para camadas de dispositivos usados em aplicações eletrônicas orgânicas.
Abstract
Self-assembled molecules exhibit key functionalities for the development of novel
technologies and applications. Usually, molecular systems that exhibit long-range
positional order are employed in their pure form. In this work we observe that a
combination of an amphiphilic molecule, Tetradecyl-phosphonic Acid (TPA), and a
diphosphonate molecule with similar length, 1,10-decyldiphosphonic acid (DdPA)
induces distinct long-range ordered structures depending on the relative volume of
dilutions used for drop coating on Si substrates with native SiO2 layer. Besides phase
segregation observed for systems with large DdPA relative amount we were able to
identify volume-dominant periodic molecular structures for mixtures with larger TPA
relative volumes that consist of 3 and 5 molecules of TPA and DdPA arranged in
specific symmetries, retrieved by synchrotron X-ray diffraction. Atomic Force
Microscopy measurements indicate that, despite such bulk ordered supramolecular
mixing, exceeding TPA molecules cap ordered domains, encapsulating the DdPA:TPA
mixed layers into a single-component surface termination.
Assunto
Moléculas, Difração de raios X, Microscopia de força atômica
Palavras-chave
Moléculas auto-ordenadas, Difração de raio-X, Microscopia de força atômica