Films delgados mesoporosos de óxidos metálicos nanocristalinos con aplicaciones en dispositivos fotovoltaicos y catálisis - Violi, Ianina Lucila (2015)
El diseño y la síntesis de films delgados mesoporosos de óxidos metálicos contemplan la exploracióndetenida de los procesos fisicoquímicos que dan a lugar la creación de materiales novedososy de aplicaciones múltiples. Los óxidos metálicos mesoporosos se encuentran en un lugarprivilegiado dentro de los nuevos materiales, debido a la elevada área específica que poseen (entre 100 y 1000m2/g), al tamaño intermedio de sus poros (entre 2 y 50nm) y a las vastas aplicacionesque poseen. Si sumamos a estas características la preparación en forma de films delgados,las propiedades se multiplican, sostenidas en la facilidad de utilización y re-utilización, y enla versatilidad que los sistemas así adquieren. Este trabajo se enfocó principalmente en la preparación y caracterización de films delgados mesoporososordenados de óxidos metálicos, en particular TiO2 y Zr1-xCexO2 (con 0≤x≤0.5), a travésde un análisis exhaustivo de las variables que influyen de manera directa o indirecta en las característicasdel material obtenido. Estas características abarcan desde la cristalinidad del óxidoque conforma las paredes del material mesoporoso hasta la accesibilidad, el orden de los poros yla homogeneidad de la solución sólida en óxidos mixtos. Se optimizó el tiempo requerido para la preparación de films mesoporosos ordenados de sílice,titania y zirconia. En cuanto a la síntesis de titania y zirconia mesoporosa, se exploraron tambiénrutas alternativas de preparación a través del uso de un agente complejante: acetilacetona. Medianteeste método resultó muy sencillo obtener films homogéneos, con alto grado de orden yaccesibles, lo que permitió simplificar notablemente su procesado. Como una extensión y generalizaciónde este concepto, se construyeron estructuras multicapa (reflectores de Bragg) concaracterísticas definidas y obtenidas por diseño. Se estudió también la utilización de los materiales optimizados en aplicaciones concretas. Enparticular, se analizó la actividad fotocatalítica de films delgados mesoporosos y nanocristalinosde TiO2 depositados sobre un sustrato conductor, y también su uso como plataforma para lacreación de dispositivos fotovoltaicos híbridos de fase sólida. La incorporación de nanopartículasde oro en los films delgados mesoporosos de Zr1-xCexO2 permitió su aplicación como sistemascatalíticos en diversas reacciones modelo. El presente trabajo de tesis abre un nuevo camino hacia el diseño de materiales mesoporososcon aplicaciones reales, que evolucionan desde su potencialidad hacia la creación de dispositivosfuncionales. Palabras clave: óxidos metálicos nanocristalinos, films delgados mesoporosos, celdas solares,catálisis.