Development of analytes' screening methods using voltammetric techniques and scanning electrochemical microscopy

Abstract

I numerosi vantaggi offerti dalla Microscopia Elettrochimica a Scansione (SECM) e dalle tecniche microcapillari (MC), hanno visto un grande interesse nello sviluppo di queste tecniche per studiare e caratterizzare una grande varietà di materiali all’interfase substrato/soluzione. Le tecniche vengono anche ampiamente utilizzate per modificare le superfici con funzionalità specifiche. In questa tesi, la SECM e la MC sono state usate per studiare fenomeni chimici che avvengono all’interfase solido/soluzione di sistemi costituiti da nano particelle di argento (AgNPs). Nella tesi, in particolare, sono presentate alcune strategie per fabbricare/caratterizzare le AgNPS. Lo studio è stato rivolto anche a materiali contenti AgNPs disponibili in commercio. Per razionalizzare alcuni risultati sperimentali ottenuti con la tecnica MC, è stata presentata e discussa un approccio teorico, basato sui metodi di simulazione digitale, mai riportato in precedenza in letteratura, per stabilire i fenomeni di trasporto di massa che si realizzano nella micro pipetta, il cui menisco è in contatto con un substrato conduttore recesso. Lo stato redox di Ag presente nelle AgNPS e la reattività locale delle AgNPS, incorporate in matrici solide o soft, quali Nafion®, esopolisaccaridi, poliammide e beni disponibili in commercio sono stati studiati utilizzando SECM e la voltammetria nella versione stripping. A causa delle peculiari proprietà chimico-fisiche e biologiche, le AgNPS rivestono interesse in quanto esse vengono utilizzate come sostanze antibatteriche. L'azione antibatterica di AgNPS sembra dipendere dalla quantità e cinetica di Ag+ rilasciata nei mezzi con esse a contatto. Le misure di rilascio sono state eseguite dopo aver immerso i substrati contenenti AgNPs in miscele acqua o acqua / etanolo. Queste miscele sono usate per simulare il comportamento di matrici alimentari. Infine, allo scopo di promuovere l'uso di nuovi materiali nanostrutturati nella tecnologia dei sensori, è stata effettuata un'indagine per stabilire le proprietà di ossidi grafene ridotto (GOs), preparati con una tecnica pressure/wax-based transferring, da utilizzare come materiali elettrodici. Strati sottili di GO sono stati depositati sotto forma di array di elettrodi a banda e quindi sono stati sottoposti ad indagine mediante SECM e voltammetria.