Modificación y caracterización de nanopartículas de sílice : Reactividad con estados excitados

Los objetivos de este trabajo de tesis son: • Modificar nanopartículas de sílice mediante esterificación de sus grupos silanoles con alcoholes alifáticos y aromáticos. • Caracterizar las nanopartículas modificadas. • Estudiar la reactividad de estados triplete de benzofenona con grupos orgánicos en interfaces líquido/nanopartícula. • Estudiar la reactividad de estados excitados singlete y triplete de safranina-T y oxígeno singlete molecular con grupos orgánicos en interfaces líquido/nanopartícula. • Determinar la toxicidad de los nuevos materiales obtenidos. Este trabajo de tesis doctoral está organizado en capítulos, tal como se indica a continuación: Capítulo 1: Se presenta una breve introducción general en la que se justifica el empleo de las dispersiones coloidales de sílice modificadas como sistemas modelo para el estudio de reacciones fotoquímicamente inducidas en interfaces sólido/líquido. En cada capítulo se presenta una introducción específica relacionada con la temática del mismo. Capítulo 2: Se describen los métodos y equipos empleados en el desarrollo de este trabajo. Capítulo 3: Se presentan y discuten los resultados de la funcionalización de las nanopartículas de sílice y caracterización de estos nuevos materiales mediante diversas técnicas. Capítulo 4: Se muestran y discuten mediante un modelo cinético los resultados de la interacción entre los estados triplete de benzofenona y las nanopartículas modificadas en suspensiones coloidales. Capítulo 5: Se muestran y discuten los resultados de la interacción entre las nanopartículas modificadas y los estados excitados singlete y triplete de safranina-T y oxígeno singlete molecular. Capítulo 6: Se presentan y discuten los resultados de la toxicidad de las nanopartículas de sílice modificadas a la bacteria marina Vibrio fischeri. Capítulo 7: Se resumen las conclusiones obtenidas en este trabajo. Apéndice: Se describen resultados que complementan el trabajo experimental.Facultad de Ciencias Exacta

Estudio del contenido de agnps obtenidas por diferentes métodos en materiales de almidón de maíz usados como envases de alimentos

En este trabajo se estudió el efecto de la incorporación de nanopartículas de plata obtenidas por síntesis verde, mediante dos métodos, a matrices de almidón para su posterior aplicación comoenvases antimicrobianos. Por un lado se sintetizaron AgNPs in situ en la matriz (143 ppm) (1); y por otro, se obtuvieron NPs de plata utilizando jugo de limón (citrus limon) como agente reductor y estabilizante (AgNP L) y luego se incorporaron a la suspensión de almidón (143 ppm) (2). Las nanopartículas se caracterizaron por espectroscopía UV-Vis, microscopía electrónica de transmisión (TEM), y potencial Z, mientras que a los films se les determinó color superficial, propiedades mecánicas, de barrera y solubilidad. Se comprobó la actividad antimicrobiana sobre cepas de E. coli,Salmonella, Pseudomona y S. aureus.Fil: Ortega, Florencia. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Garcia, Maria Alejandra. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Arce, Valeria Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones Ópticas. Universidad Nacional de La Plata. Centro de Investigaciones Ópticas; ArgentinaXXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química inorgánicaLa PlataArgentinaUniversidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingenierí

Envases activos nanocompuestos para la conservación de un producto lácteo

Con el fin de desarrollar películas nanocompuestas con capacidad antimicrobiana, se acopló la síntesis de nanopartículas de plata (AgNPs) a la preparación de suspensiones filmogénicas de almidón de maíz obteniéndose los correspondientes films mediante la técnica de casting. Las AgNPs fueron sintetizadas mediante un método químico "verde" y se caracterizaron por técnicas espectrofotométricas y microscopía electrónica, encontrando que son esféricas con un diámetro que varía entre los 5 y 20 nm. La adición de nanopartículas no afectó la capacidad filmogénica de la suspensión de almidón gelatinizado. El contenido de AgNPs causó un leve aumento en la opacidad manteniendo la capacidad de barrera al UV del material. Se observó que la permeabilidad al vapor de agua disminuyó con la concentración de AgNPs incluidas en la formulación. Además, las AgNPs permiten el refuerzo de la matriz, desarrollando un material más resistente y tenaz, con superficies lisas y homogéneas como se evidencia por SEM. Las películas nanocompuestas con concentraciones de AgNPs mayores a 25μM inhibieron el crecimiento de E. coli ATCC y Salmonella spp., responsables de la mayoría de las enfermedades transmitidas por alimentos. Películas conteniendo 50 μM de AgNPs permitieron extender la vida útil de queso fresco durante 21 días.In order to develop nanocomposite films with antimicrobial capacity, synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) was coupled to filmogenic corn starch suspensions preparation, obtaining the corresponding materials by casting technique. The AgNPs were synthesized by a chemical "green" method, were characterized by spectrophotometric techniques and electron microscopy, finding that they are spherical with diameters varying between 5 and 20nm. The addition of nanoparticles did not affect the filmogenic capacity of gelatinized starch suspension. The content of AgNPs caused a slight increase in film opacity, keeping the material UV-barrier capacity. A decrease in water vapor permeability with increasing AgNPs concentration was observed. Besides, AgNPs allows the matrix reinforcement, developing a more resistant and tough material, with smooth and homogeneous surfaces as evidenced by SEM. Nanocomposite films containing AgNPs concentrations greater than 25 μM inhibited the growth of E. coli ATCC and Salmonella spp., which are responsible for most foodborne diseases. Films containing 50 μM AgNPs allowed to extend the shelf-life of fresh cheese samples for 21 days.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosCentro de Investigaciones ÓpticasComisión de Investigaciones Científicas de la provincia de Buenos Aire

Starch-based nanocomposite films: effect of the synthesis method of silver nanoparticles on their relevant properties

La generación de nanopartículas (NPs) puede darse por “estrategias” bottom-up o top-down. La primera incluye síntesis química en donde la forma y tamaño de las NPs están controlados por los parámetros de reacción. Entre las estrategias top-down se ha investigado la ablación láser de blancos sólidos en medios líquidos. Una ventaja de ésta es la obtención de suspensiones libres de residuos químicos y su rapidez. Asimismo, las AgNPs poseen inherentes propiedades antimicrobianas por lo que su inclusión en materiales nanocompuestos resulta interesante para su aplicación en diversas áreas como la de envases, médica y textil. En este trabajo, se compararon las propiedades de películas a base de almidón de maíz con nanopartículas de plata (AgNPs) obtenidas: por una técnica del tipo top-down (NPs asistidas con un láser de Ti:Za de pulsos ultracortos; AgNP F), y por dos tipos de síntesis químicas amigables con el medioambiente (a partir de los compuestos activos del jugo de limón, AgNP L, e in situ en la suspensión filmogénica, AgNP in situ).Facultad de Ciencias Agrarias y Forestale

EFECTO DE NANOPARTÍCULAS HÍBRIDAS DE SiO2@Ag EN LOS ESTADOS EXCITADOS DE LOS FOTOSENSIBILIZADORES ROSA DE BENGALA Y RIBOFLAVINA

Las oscilaciones colectivas de los electrones en nanoestructuras metálicas o resonancia localizada del plasmon superficial (LSPR - Localized Surface Plasmon Resonance) puede afectar fuertemente la dinámica de los estados excitados singlete y triplete de moléculas orgánicas [1]. Para investigar el efecto de los nanomateriales de plata en la dinámica del estado triplete de los fotosensibilizadores orgánicos, hemos sintetizado y caracterizado nanopartículas core-shell de sílice y plata (SiO2@Ag NPs). La superficie de las nanopartículas tienen grupos silanoles provenientes del SiO2, los cuales pueden actuar como sitios para la adsorción de las moléculas orgánicas. Una nueva estrategia fué desarrollada para la síntesis de las NPs SiO2@Ag. Esta metodología de síntesis involucra en un primer paso el uso de SnCl2 como precursor para obtener una deposición homogénea de núcles de plata sobre las esferas de sílice coloidales [2]. En un segundo paso, el crecimiento de las nanopartículas de plata es mediada por el radical ketilo generado fotoquimicamente, por la irradiación de la benzoina sustituida Irgacure-2959 (I-2959) [3]. En este trabajo investigamos la interacción de las NPs SiO2@Ag con los estados excitados de dos fotosensibilizadores: la forma aniónica del Rosa de Bengala (RB2-) y la molécula neutra de Riboflavina (Rf). Estos dos fotosensibilizadores han sido elegidos debido a su potencial aplicación en terapia fotodinámica [4].  Las nanopartículas producidas en las diferentes etapas de la síntesis fueron analizadas por medidas de potencial zeta (ζ), micriscopía electrónica de transmisión (TEM) y expectroscopía de fotoeletrones emitidos por rayos X (XPS). Experimentos de espectroscopía de estados transientes muestran que hay un porceso de transferencia de carga desde el estado excitado de la Rf adsorbida a las nanopartículas de plata. Sin embargo, no se observa la misma reacción para el RB2-. Estos resultados son explicados en términos de las constantes de equilibrio esperadas de la transferencia de electrones para ambos colorantes

Efecto de nanopartículas híbridas de SiO2@Ag en los estados excitados de los fotosensibilizadores rosa de bengala y riboflavina

Las oscilaciones colectivas de los electrones en nanoestructuras metálicas o resonancia localizada del plasmon superficial (LSPR - Localized Surface Plasmon Resonance) puede afectar fuertemente la dinámica de los estados excitados singlete y triplete de moléculas orgánicas. Para investigar el efecto de los nanomateriales de plata en la dinámica del estado triplete de los fotosensibilizadores orgánicos, hemos sintetizado y caracterizado nanopartículas core-shell de sílice y plata (SiO2@Ag NPs). La superficie de las nanopartículas tienen grupos silanoles provenientes del SiO2, los cuales pueden actuar como sitios para la adsorción de las moléculas orgánicas. Una nueva estrategia fué desarrollada para la síntesis de las NPs SiO2@Ag. Esta metodología de síntesis involucra en un primer paso el uso de SnCl2 como precursor para obtener una deposición homogénea de núcles de plata sobre las esferas de sílice coloidales. En un segundo paso, el crecimiento de las nanopartículas de plata es mediada por el radical ketilo generado fotoquimicamente, por la irradiación de la benzoina sustituida Irgacure-2959 (I-2959). En este trabajo investigamos la interacción de las NPs SiO2@Ag con los estados excitados de dos fotosensibilizadores: la forma aniónica del Rosa de Bengala (RB2-) y la molécula neutra de Riboflavina (Rf). Estos dos fotosensibilizadores han sido elegidos debido a su potencial aplicación en terapia fotodinámica. Las nanopartículas producidas en las diferentes etapas de la síntesis fueron analizadas por medidas de potencial zeta (ζ), micriscopía electrónica de transmisión (TEM) y expectroscopía de fotoeletrones emitidos por rayos X (XPS). Experimentos de espectroscopía de estados transientes muestran que hay un porceso de transferencia de carga desde el estado excitado de la Rf adsorbida a las nanopartículas de plata. Sin embargo, no se observa la misma reacción para el RB2-. Estos resultados son explicados en términos de las constantes de equilibrio esperadas de la transferencia de electrones para ambos colorantes.Universidad Nacional de La Plat

Efecto de nanopartículas híbridas de SiO2@Ag en los estados excitados de los fotosensibilizadores rosa de bengala y riboflavina

Las oscilaciones colectivas de los electrones en nanoestructuras metálicas o resonancia localizada del plasmon superficial (LSPR - Localized Surface Plasmon Resonance) puede afectar fuertemente la dinámica de los estados excitados singlete y triplete de moléculas orgánicas. Para investigar el efecto de los nanomateriales de plata en la dinámica del estado triplete de los fotosensibilizadores orgánicos, hemos sintetizado y caracterizado nanopartículas core-shell de sílice y plata (SiO2@Ag NPs). La superficie de las nanopartículas tienen grupos silanoles provenientes del SiO2, los cuales pueden actuar como sitios para la adsorción de las moléculas orgánicas. Una nueva estrategia fué desarrollada para la síntesis de las NPs SiO2@Ag. Esta metodología de síntesis involucra en un primer paso el uso de SnCl2 como precursor para obtener una deposición homogénea de núcles de plata sobre las esferas de sílice coloidales. En un segundo paso, el crecimiento de las nanopartículas de plata es mediada por el radical ketilo generado fotoquimicamente, por la irradiación de la benzoina sustituida Irgacure-2959 (I-2959). En este trabajo investigamos la interacción de las NPs SiO2@Ag con los estados excitados de dos fotosensibilizadores: la forma aniónica del Rosa de Bengala (RB2-) y la molécula neutra de Riboflavina (Rf). Estos dos fotosensibilizadores han sido elegidos debido a su potencial aplicación en terapia fotodinámica. Las nanopartículas producidas en las diferentes etapas de la síntesis fueron analizadas por medidas de potencial zeta (ζ), micriscopía electrónica de transmisión (TEM) y expectroscopía de fotoeletrones emitidos por rayos X (XPS). Experimentos de espectroscopía de estados transientes muestran que hay un porceso de transferencia de carga desde el estado excitado de la Rf adsorbida a las nanopartículas de plata. Sin embargo, no se observa la misma reacción para el RB2-. Estos resultados son explicados en términos de las constantes de equilibrio esperadas de la transferencia de electrones para ambos colorantes.Universidad Nacional de La Plat

Efecto de nanopartículas híbridas de SiO2@Ag en los estados excitados de los fotosensibilizadores rosa de bengala y riboflavina

Las oscilaciones colectivas de los electrones en nanoestructuras metálicas o resonancia localizada del plasmon superficial (LSPR - Localized Surface Plasmon Resonance) puede afectar fuertemente la dinámica de los estados excitados singlete y triplete de moléculas orgánicas. Para investigar el efecto de los nanomateriales de plata en la dinámica del estado triplete de los fotosensibilizadores orgánicos, hemos sintetizado y caracterizado nanopartículas core-shell de sílice y plata (SiO2@Ag NPs). La superficie de las nanopartículas tienen grupos silanoles provenientes del SiO2, los cuales pueden actuar como sitios para la adsorción de las moléculas orgánicas. Una nueva estrategia fué desarrollada para la síntesis de las NPs SiO2@Ag. Esta metodología de síntesis involucra en un primer paso el uso de SnCl2 como precursor para obtener una deposición homogénea de núcles de plata sobre las esferas de sílice coloidales. En un segundo paso, el crecimiento de las nanopartículas de plata es mediada por el radical ketilo generado fotoquimicamente, por la irradiación de la benzoina sustituida Irgacure-2959 (I-2959). En este trabajo investigamos la interacción de las NPs SiO2@Ag con los estados excitados de dos fotosensibilizadores: la forma aniónica del Rosa de Bengala (RB2-) y la molécula neutra de Riboflavina (Rf). Estos dos fotosensibilizadores han sido elegidos debido a su potencial aplicación en terapia fotodinámica. Las nanopartículas producidas en las diferentes etapas de la síntesis fueron analizadas por medidas de potencial zeta (ζ), micriscopía electrónica de transmisión (TEM) y expectroscopía de fotoeletrones emitidos por rayos X (XPS). Experimentos de espectroscopía de estados transientes muestran que hay un porceso de transferencia de carga desde el estado excitado de la Rf adsorbida a las nanopartículas de plata. Sin embargo, no se observa la misma reacción para el RB2-. Estos resultados son explicados en términos de las constantes de equilibrio esperadas de la transferencia de electrones para ambos colorantes.Universidad Nacional de La Plat

Trichloromethyl chloroformate ("diphosgene"), ClC(O)OCCl 3: Structure and conformational properties in the gaseous and condensed phases

The conformational properties of gaseous trichloromethyl chloroformate (or “diphosgene”), ClC(O)- OCCl3, have been studied by vibrational spectroscopy [IR (gas), IR (matrix), and Raman (liquid)] and quantum chemical calculations (MP2 and B3LYP with 6-311G* basis sets); in addition, the structure of a single crystal at low temperature has been determined by X-ray diffraction. ClC(O)OCCl3 exhibits only one conformational form having Cs symmetry with a synperiplanar orientation of the C-O single bond relative to the CdO double bond. The calculated energy difference between the syn and anti forms, 5.73 kcal mol-1 (B3LYP) or 7.06 kcal mol-1 (MP2), is consistent with the experimental findings for the gas and liquid phases. The crystalline solid at 150 K [monoclinic, P21/n, a ) 5.5578(5) Å, b ) 14.2895(12) Å, c ) 8.6246(7) Å, â ) 102.443(2)°, Z ) 4] likewise consists only of molecules in the syn form.Fil: Arce, Valeria Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; ArgentinaFil: Della Vedova, Carlos Omar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Química. Laboratorio de Servicios a la Industria y al Sistema Científico; ArgentinaFil: Downs, Anthony J.. University of Oxford; Reino UnidoFil: Parsons, Simon. University of Edinburgh; Reino UnidoFil: Romano, Rosana Mariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; Argentin

Active composite starch films containing green synthetized silver nanoparticles

The aims of this work were to couple both the silver nanoparticles (AgNPs) synthesis, and filmogenic suspensions preparation, to characterize the obtained AgNPs and the derived nanocomposite films studying their antimicrobial capacity and developing an active packaging. One of the new approaches to this work is the use of low concentrations of AgNPs at which no adverse cytotoxic effects have been observed. Nanoparticles were characterized by spectrophotometric techniques and electron microscopy, finding that they are spherical with diameters varying between 5 and 20 nm and detecting the formation of agglomerates. The addition of AgNPs did not affect the filmogenic capacity of gelatinized starch suspension. The content of AgNPs caused a slight increase in film thickness and opacity, keeping the material UV-barrier capacity. A decrease in water vapor permeability with increasing AgNPs concentration was observed. Besides, AgNPs allow the matrix reinforcement, developing a more resistant and tough material, with smooth and homogeneous surfaces, as evidenced by SEM, and maintaining their heat sealing capacity. Nanocomposite films containing AgNPs concentrations greater than 71.5 ppm inhibited the growth of E. coli ATCC and Salmonella spp., which are responsible for most foodborne diseases. However, films containing 143 ppm AgNPs were selected since they better maintained their integrity to microbial attack. These active films were able to extend the shelf-life of fresh cheese samples for 21 days. Thus, it was possible to develop and characterize nanocomposite films based on corn starch and containing AgNPs, which confers them antimicrobial properties.Facultad de Ciencias ExactasCentro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosCentro de Investigaciones Óptica