Preparation and characterization of surfaces modified with carbon nano-onions. Biomedical and environmental applications

Abstract

L’objectiu de la present tesi és la preparació y caracterització de superfícies modificades amb nanocebes de carboni (CNOs) per al desenvolupament de sistemes electrocatalítics i (bio)sensors electroquímics amb aplicacions biomèdiques i mediambientals. La primera part de la tesi està relacionada amb la dispersabilitat, l’estructura electrònica, la composició química de la superfície i les propietats electroquímiques de les CNOs. A la segona part es van explorar noves propietats electrocatalítiques i aplicacions en (bio)sensors electroquímics de les CNOs per a comprendre la seva relació amb l’estructura electrònica d’aquests materials. Els resultats exposen els avantatges d’incorporar les CNOs al disseny de sistemes electroquímics per millorar el seu acompliment analític. Altrament, aquest resultats podrien ser d’ajuda en la fabricació a mida de superfícies i dispositius amb propietats úniques per aprofitar al màxim el potencial de les CNOs i obrir un nou ventall de possibles aplicacions en àrees relacionades amb els mètodes electroanalítics i l’emmagatzematge electroquímic d’energia.

El objetivo de la presente tesis es la preparación y caracterización de superficies modificadas con nanocebollas de carbono (CNOs) para el desarrollo de sistemas electrocatalíticos y (bio)sensores electroquímicos con posibles aplicaciones biomédicas y medioambientales. La primera parte de la Tesis está relacionada con la dispersabilidad, la estructura electrónica, la composición química de la superficie y las propiedades electroquímicas de las CNOs. En la segunda parte se exploraron nuevas características electrocatalíticas y aplicaciones en (bio)sensores electroquímicos de las CNOs para comprender su relación con la estructura electrónica de estos materiales. Los resultados aquí presentados ilustran las ventajas de incorporar las CNOs en el diseño de sistemas electroquímicos para mejorar su desempeño analítico. Además, dichos resultados podrían facilitar la fabricación a medida de superficies y dispositivos con propiedades únicas en las que se aproveche al máximo las potencialidades de las CNOs y para desarrollar nuevas aplicaciones en áreas como la de los métodos electroanalíticos y el almacenamiento electroquímico de energia.

The focus of the present thesis is to prepare and characterize surfaces modified with carbon nano-onions (CNOs) to develop electrocatalytic systems and electrochemical (bio)sensors for biomedical and environmental applications. The first part of the Thesis is a related to the dispersibility, electronic structure, surface chemical composition and electrochemical properties of CNOs. In the second part, novel electrocatalytic properties and electrochemical (bio)sensing applications of these materials were also explored to understand their relationship with the electronic structure, of CNOs. The results presented here illustrate the advantages of incorporating CNOs in the design of electrochemical systems to improve their performance. These results might help to fabricate tailor made surfaces and devices with unique properties to realize high potential of CNOs to the maximum and to open new application possibilities in areas such as electrochemical energy storage and electroanalytical methods.