Nanobarras de plata soportadas sobre compuestos de inclusión de ciclodextrinas. Estudio del efecto fototérmico frente a la irradiación con láser

Abstract

En esta Tesis se propuso la preparación y caracterización de cristales de compuestos de inclusión (CI) de β-ciclodextrina (β-CD) con moléculas huéspedes que poseen un grupo funcional –COOH y su interacción con nanobarras de plata (NbAg). Los CI formados por β-CD fueron utilizados como soportes de NbAg. En estos sistemas el grupo funcional de la molécula huésped se encuentra hacia el exterior de un plano específico del CI, permitiendo una adhesión selectiva de las nanobarras con el grupo funcional. Para verificar la formación del CI (matriz-huésped), éstos fueron caracterizados mediante las técnicas de Difracción de rayo X de polvo (DRXP), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Resonancia Magnética de Protones (1HRMN) en una y dos dimensiones. Las NbAg se sintetizaron a través de un método químico y fueron caracterizadas mediante las técnicas de Microscopia de fuerza atómica (AFM), Espectroscopía UV:Vis-NIR y Microscopia electrónica de Transmisión (TEM) . Las NbAg adheridas a los CI fueron caracterizadas a través de la técnica de AFM y su estabilidad térmica fue evaluada mediante las técnicas de TGA. Posteriormente se estudió el efecto fototérmico producido por las NbAg sobre los sistemas supramoleculares constituidos por NbAg inmovilizadas en monoláminas de CI de β-CDs modificadas con grupos amino, ancladas a una lámina de silicio, cuando son expuestos a energía láser en la región del infrarrojo cercano (NIR). Se observó la liberación de la molécula huésped desde la cavidad de la CD debido al efecto fototérmico local que experimentan las NbAg al ser irradiadas con el láser NIR. Este efecto fue monitoreado por análisis de Cromatografía Líquida Acoplado a Masas. La liberación de moléculas huéspedes desde los sistemas de monocapas de β-CD con nanobarras de plata mediante irradiación láser NIR permite visualizar potenciales aplicaciones en la fabricación de filtros reciclables para la descontaminación de aguas.

In this project, the preparation and characterization of inclusion compound (CI) crystals of β-cyclodextrin (β-CD) with host molecules having a -COOH functional group and its interaction with silver nanobars (NbAg) was proposed. The ICs formed by β-CD were used as supports for NbAg. In these systems, the functional group of the host molecule is located outside of a specific plane of the IC, allowing a selective adhesion of the nanobars with the functional group. To verify the formation of the IC (host-matrix), they were characterized by the techniques of Diffraction X-ray powder (DRXP), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Magnetic Resonance of Protons (1H-NMR) in one and two dimensions. The NbAg were synthesized through a chemical method and were characterized by the techniques of Atomic Force Microscopy (AFM), UV Spectroscopy: Vis-NIR and Transmission Electron Microscopy (TEM). The NbAg adhered to the IC was characterized through the AFM technique and its thermal stability was evaluated by TGA techniques. Later, the photothermal effect produced by the NbAg was studied on the supramolecular systems constituted by NbAg immobilized in monollamines of IC of β-CDs modified with amino groups, anchored to a sheet of silicon, when they are exposed to laser energy in the near infrared region (NIR) The release of the host molecule was observed from the CD cavity due to the local photothermal effect experienced by the NbAg when irradiated with the NIR laser. This effect was monitored by analysis of Liquid Chromatography coupled to Masses. The release of host molecules from the β-CD hand pallet systems with silver nanobars by means of NIR laser irradiation allows to visualize potential applications in the manufacture of recyclable filters for water decontamination.