Thursday, April 15, 2010

Uso de la electricidad para obtener magnetita a nivel nanométrico

Un grupo de investigación del Departamento de Química Física Aplicada de la Universidad Autónoma de Madrid ha trabajado en un nuevo método para obtener nanopárticulas de magnetita con un tamaño determinado.

La magnetita es un mineral que se encuentra conformado por una mezcla de óxidos de Fe II y Fe III; una de sus propiedades más importantes es su cualidad magnética, no obstante cuando se trabaja con tamaños sumamente pequeños, de escala nanométrica, (nanopartículas) presenta también propiedades ópticas, mecánicas y químicas que no se encuentran presentes a tamaños normales de gran escala. Las propiedades de estas nanopartículas tienen aplicaciones potenciales en el campo de la medicina, en donde se pueden dirigir, dichas nanoestructuras, mediante un campo magnético externo dentro del organismo para transportar medicamentos o para detectar y tratar enfermedades como el cáncer. "Dicho de otra manera, es una aplicación de una disciplina emergente, la nanobiotecnología, que tiene como uno de sus principales objetivos la creación de nanobiosensosores y nanobioindicadores que permitan mejorar el estado de salud del ser humano."

Existen varios métodos para obtener nanopartículas de magnetita, donde se mezclan en disolución sales de hierro (II) con sales de hierro (III) y unos compuestos denominados tensoactivos. El propósito de éstos últimos es el de controlar el tamaño de la partícula. El problema es que estos métodos son muy largos y generan desechos que requieren de otros tratamientos para evitar un daño al medio ambiente. Asimismo y más importante aún es el hecho de que con estos procedimientos no se tiene un gran control sobre el tamaño de las partículas por lo que se obtiene una distribución muy ancha de tamaños, además de producirse un fenómeno muy perjudicial como es la agregación o unión de estas nanopartículas.

En la búsqueda de métodos alternativos que evitaran todos estos problemas, el empleo de la electroquímica surgió como una opción viable, pues con sólo ajustar parámetros como corriente o potencial se puede tener un buen control sobre el tamaño de las partículas, y si la síntesis es realizada en presencia de un tensoactivo, es posible evitar la agregación de las mismas.

En un artículo publicado recientemente en Electrochimica Acta (Electrochimica Acta, 53: 3436–3441, 2008), con Pilar Herrasti como primer firmante, se empleó este nuevo método para obtener nanopartículas de magnetita con una distribución de tamaño estrecho (todas las nanopartículas generadas del mismo tamaño) y sin presentar agregación. El método básicamente consiste en oxidar una lámina de hierro metálico empleando corrientes eléctricas o potencial de elevado valor entorno a 5-10V en presencia de agua y un tensoactivo durante media hora a una temperatura de 60°C. El hierro oxidado reacciona con el oxígeno presente en el agua para formar el óxido de hierro, el cual genera magnetita. Conforme se va formando la magnetita, el tensoactivo se adsorbe sobre ellas formando una capa que rodea a la misma. Esta capa tiene un papel protector, por un lado evita que la nanopartícula crezca, y por otro lado no permite que una nanopartícula se acerque demasiado a otra, de esta forma no hay agregación entre ellas. El resultado es la obtención de un material puro de tamaño entre 20 y 30 nm de diámetro con propiedades magnéticas que corresponden a la magnetita y lo que es más importante durante el proceso no son generados ningún tipo de contaminante.

Fuente: Universidad Autónoma de Madrid

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