Autoensamblados de plata mediante síntesis verde y su evaluación electroquímica, antibacterial y catalítica, para aplicaciones biomédicas y medioambientales

Abstract

The self-assembly of nanostructures has gained scientific interest as an emerging area in nanoscience and nanotechnology since they exhibit physical, chemical, and mechanical properties that are different from individual nanostructures. Self-assembly is formed with 0D, 1D, or 2D nanostructures, and its macroscopic behavior arises from the combination of the properties of individual building blocks and their mutual interactions. This combination favors novel properties and exciting applications in electrochemistry, catalysis, electronic and biological sensors. Many current strategies integrate synthesis and assembly processes in a single step. Some conventional methods include surfactants, solvent mixtures, ultrasound, biological templates, or combinations. In recent decades, green synthesis has been widely used to obtain metallic nanostructures. The integration of the principles of green chemistry in nanoscience is one of the central themes of this research, as they are low-cost, facile, non-toxic, and environmentally friendly methods. In this work, the study on the synthesis, characterization, and application of silver self-assemblies using the extract of the Hamelia patens plant is presented. The strategy consisted of varying the volumetric ratios, reaction times, and concentrations of the extract and the precursor salt. The characterization was carried out using scanning and transmission electron microscopy, X-ray diffraction, visible infrared and ultraviolet spectroscopy, cyclic voltammetry, specific surface area (BET), and nuclear magnetic resonance. In addition, the catalytic properties were evaluated by reducing organic dyes such as methylene blue, rhodamine b, and methyl orange. Also, the evaluation of its bactericidal activity against E. coli and S. aureus, its application in solar cells, and an improved surface Raman dispersion substrate was studied.

El autoensamblaje de nanoestructuras ha ganado interés científico como un área emergente en nanociencia y nanotecnología, ya que exhibe propiedades físicas, químicas y mecánicas que son diferentes de las nanoestructuras individuales. El autoensamblaje se forma con nanoestructuras 0D, 1D o 2D, y su comportamiento macroscópico surge de la combinación de las propiedades de los bloques de construcción individuales y sus interacciones mutuas. Esta combinación favorece propiedades novedosas y aplicaciones interesantes en electroquímica, catálisis, sensores electrónicos y biológicos. Muchas estrategias actuales integran procesos de síntesis y ensamblaje en un solo paso. Algunos métodos convencionales incluyen tensioactivos, mezclas de disolventes, ultrasonidos, plantillas biológicas o combinaciones. En las últimas décadas, la síntesis verde se ha utilizado ampliamente para obtener nanoestructuras metálicas. La integración de los principios de la química verde en la nanociencia es uno de los temas centrales de esta investigación, ya que son métodos de bajo costo, fáciles, no tóxicos y amigables con el medio ambiente. En este trabajo se presenta el estudio sobre la síntesis, caracterización y aplicación de autoensamblajes de plata utilizando el extracto de la planta Hamelia patens. La estrategia consistió en variar las proporciones volumétricas, los tiempos de reacción y las concentraciones del extracto y la sal precursora. La caracterización se realizó mediante microscopía electrónica de barrido y transmisión, difracción de rayos X, espectroscopía infrarroja y ultravioleta visible, voltamperometría cíclica, área superficial específica (BET) y resonancia magnética nuclear. Además, las propiedades catalíticas se evaluaron reduciendo colorantes orgánicos tales como azul de metileno, rodamina b y naranja de metilo. Asimismo, se estudió la evaluación de su actividad bactericida frente a E. coli y S. aureus, su aplicación en celdas solares y un sustrato de dispersión Raman superficial mejorado.