Estudio por espectroscopía Raman del efecto del tiempo de anodización en nanovarillas de hidróxido de cobre

Abstract

Actualmente, los nanomateriales son de gran interés para la ciencia y la tecnología, debido a que sus propiedades físicas, químicas y mecánicas pueden ajustarse de acuerdo con su dimensionalidad, lo que se ve reflejado en la mejora de su rendimiento si se compara con los materiales en bulto o de mayor escala. Otra ventaja de los nanomateriales es que pueden adoptar diversas morfologías, dependiendo del método de fabricación utilizado. Hoy en día existen diferentes técnicas de fabricación de nanomateriales. En este trabajo se utilizó la técnica de anodización para obtener nanovarillas de CuOH, debido a que, comparado con otras técnicas, la anodización no requiere de equipos costosos o sistemas de alta complejidad. Para la obtención de nanovarillas de CuOH se construyó una celda electrolítica formada por láminas de cobre al 99.9 % de pureza, calibre de 0.3 mm y un área de 3 cm2 como ánodo; se empleó además una barra cilíndrica de grafito de 6 mm de diámetro como cátodo y una solución de hidróxido de potasio (KOH) con una concentración 3 M como electrolito. Se fabricó un total de 21 muestras utilizando tiempos de 2 a 8 minutos. Un par de muestras representativas se estudiaron por microscopia electrónica de barrido (MEB) para identificar la morfología presente en las láminas anodizadas y 7 muestras se estudiaron por espectroscopía Raman. Por MEB se corroboró la presencia de nanovarillas; se identificó que el largo y el espesor de las nanoestructuras es de aproximadamente 10 µm y 200 nm respectivamente. Además, se logró apreciar que las nanovarillas están compuestas de nanohilos que tienen un espesor de 50 nm aproximadamente. Por microscopia Raman se determinó que las nanovarillas están compuestas de CuOH y se encontró una tendencia clara en el incremento de la intensidad de las señales Raman asociadas al CuOH, conforme incrementa el tiempo de anodización.