Análisis del proceso de reducción química para la producción de nanopartículas de oro y plata en solución biopolimérica y la producción de nano fibras compuestas

Abstract

Polymer-metal nanoparticles (NPMs) composites are versatile and useful materials in several fields because they exhibit interesting electronic, magnetic optical and catalytic properties, besides the antibacterial effect that nanoparticles (NPs) have against different pathogen microorganisms. Due to current needs, it is necessary to develop methods of synthesis with high efficiency but at the same time ecofriendly, inexpensive and that could generate materials with improved physicochemical properties in terms of their usefulness. This manuscript presents the synthesis and characterization of gold (AuNPs) and silver nanoparticles (AgNPs) generated through a "green synthesis". The biopolymer Chitosan (CTS) was used as the reducing, dispersing and stabilizing agent, and silver nitrate and chloroauric acid were the metal precursors. Three different methodologies were applied as the driving force to carry out chemical reduction: first, the polymer/chemical precursor solutions were exposed to sunlight varying the exposure time from 20 minutes for silver nanoparticles to 2 hours for gold nanoparticles. The second method consisted on exposing the solutions to a thermo-mechanical treatment at 80°C and 6 rpm; 1hour 40 minutes for AgNPs and 1hour 20 minutes for AuNPs. Finally, in the third method the solutions were exposed to a UV lamp during of 16 hour. Concentrations of 0.5, 1, 1.5 and 2% weight of chitosan, 0.7, 0.5, 0.3 and 0.1% weight of silver nitrate solution and 1.5, 1, 0.7 and 0.45% weight of chloroauric acid solution were analyzed to determine the optimal concentrations for NPMs synthesis. The synthesis of NPMS was confirmed by UV-Vis spectroscopy and Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)

Los compuestos, polímero-nanopartículas metálicas (NPMs) son materiales versátiles y útiles en diversas áreas, debido a que presentan interesantes propiedades ópticas, electrónicas, magnéticas y catalíticas, además del efecto inhibidor y bactericida que las nanopartículas (NPs) poseen frente a diferentes microorganismos patógenos. Debido a las necesidades actuales, es necesario desarrollar métodos de síntesis con alta eficiencia pero que a la vez sean amigables con el medio ambiente, de bajo costo y que generen materiales con propiedades fisicoquímicas superiores a las obtenidas convencionalmente en función de su utilidad. En el presente trabajo, se presentan la síntesis y caracterización de nanopartículas de oro (AuNPs) y plata (AgNPs) generadas a través de una “síntesis verde”. En esta ruta de síntesis se usó al biopolímero Quitosano (CTS) como agente reductor, dispersante y estabilizante, así como nitrato de plata y ácido cloroáurico como precursores químicos. Se aplicaron tres metodologías diferentes para llevar a cabo la reducción química: en la primera se expusieron las soluciones, polímero/precursor químico, a la radiación solar variando el tiempo de exposición desde 20 minutos para AgNPs, hasta 2 horas para AuNPs. La segunda metodología consistió en someter las soluciones a un tratamiento térmico-mecánico, a 80°C y 6 rpm., durante 1 hora 40 minutos para las AgNPs y 1 hora 20 minutos para las AuNPs. En la última y con ayuda de una lámpara de UV se irradiaron las soluciones por un lapso de 16 horas. Se analizaron concentraciones de 0.5, 1, 1.5 y 2 % peso de quitosano, 0.7, 0.5, 0.3 y 0.1 % peso de la solución de nitrato de plata y 1.5, 1, 0.7 y 0.45% peso de la solución de ácido cloroáurico, con la finalidad de conocer las concentraciones óptimas para la síntesis de NPMs. La generación de nPMs se confirmó mediante Espectroscopia UV-Vis y Microscopía Electrónica de Barrido por Emisión de Campo (FESEM).