Síntesis de óxido de grafeno reducido decorado con nanopartículas de Ag y Cu2O para aplicaciones antibacteriales

Abstract

Recently, graphene and its derivatives decorated with silver nanoparticles (AgNPs) or copper oxide (Cu2ONPs) are of great interest in the biomedical area, since they can be applied as broad-spectrum antibacterial agents. In this research, nanocomposites of reduced graphene oxide (rGO) with AgNPs (Ag/rGO) were synthesized by a green method using biomolecules from the aqueous extract of Tamarix gallica (taray). Furthermore, the Cu2O/rGO nanocomposite was synthesized by hybrid synthesis using NaBH4 as a reducing agent and Tamarix gallica (taray) as a stabilizing agent. The morphological, structural and chemical characterization of the nanocomposites was carried out using ultraviolet-visible (UV-Vis) and infrared (FT-IR) spectroscopy techniques, as well as by X-ray diffraction (XRD), microscopy scanning electron (SEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM). The UV-Vis spectroscopy technique corroborated the synthesis of AgNPs and Cu2ONPs in rGO by the presence of absorption bands, between 350-500 nm for NPs and, between 270-285 nm for rGO. Furthermore, SEM and STEM analysis confirmed the deposition in rGO of AgNPs and Cu2ONPs with spherical morphology and sizes below 40 nm. Using the XRD technique, it was shown that solids have fcc and sc type crystalline structures, corresponding to AgNPs and Cu2ONPs, respectively. On the other hand, the FT-IR spectroscopy results showed after reduction a decrease in the oxygenated functional groups of graphene oxide (GO), as well as alkanes, alcohols, and aromatic compounds in the aqueous extract of T. gallica, indicative that they acted as reducing and stabilizing agents during synthesis.

Recientemente, el grafeno y sus derivados decorados con nanopartículas de plata (AgNPs) u óxido de cobre (Cu2ONPs) son de gran interés en el área biomédica, ya que pueden aplicarse como agentes antibacterianos de amplio espectro. En esta investigación, nanocompuestos de óxido de grafeno reducido (rGO) con AgNPs (Ag/rGO) se sintetizaron mediante un método verde empleando biomoléculas del extracto acuoso de Tamarix gallica (taray). Además, se sintetizó el nanocompuesto Cu2O/rGO mediante síntesis híbrida empleando NaBH4 como agente reductor y Tamarix gallica (taray) como agente estabilizador. La caracterización morfológica, estructural y química de los nanocompuestos se realizó por medio de las técnicas de espectroscopía de ultravioleta-visible (UV-Vis) y de infrarrojo (FT-IR), así como mediante difracción de rayos-X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión por barrido (METB). La técnica de espectroscopía UV-Vis corroboró la síntesis de AgNPs y Cu2ONPs en rGO por la presencia de bandas de absorción, ubicadas entre 350-500 nm para las NPs y, entre 270-285 nm para rGO. Además, los análisis de MEB y METB confirmaron la depositación en rGO de AgNPs y Cu2ONPs con morfología esférica y tamaños inferiores a 40 nm. Mediante la técnica de DRX, se demostró que los sólidos tienen estructuras cristalinas tipo fcc y sc, correspondientes a las AgNPs y Cu2ONPs, respectivamente. Por otra parte, los resultados de espectroscopía FT-IR mostraron después de la reducción una disminución de los grupos funcionales oxigenados del óxido de grafeno (GO), así como de alcanos, alcoholes y compuestos aromáticos en el extracto acuoso de T. gallica, indicativo de que actuaron como agentes reductores y estabilizadores durante la síntesis.