Obtención de nanopartículas fotoluminiscentes de carbono a partir de la fragmentación de negro de carbono utilizando pulsos láser

Abstract

El carbono, el pilar básico de la química orgánica y de la vida tal como la conocemos, a pesar de su abundancia y el uso que se le ha dado, desde escribir una nota, ser un artículo de lujo, hasta de impulsar toda nuestra industria, aun es capaz de brindarnos un poco más de sus capacidades como material, al reducirlo a escalas manométricas puede ofrecernos un mundo de formas alotrópicas cuyas características son de gran interés en la ciencia e industria. Una de ellas son la nanopartículas semiconductoras o puntos cuánticos (Quantum Dots) gracias a sus excepcionales características fotoluminiscentes; este nanomaterial basado en carbono no es el único que ofrece dicha característica, pero debido a las numerosas aplicaciones que estos pueden tener en biomedicina, las nanopartículas fotoluminiscentes basadas en carbono son una gran opción, ya que la mayoría que se encuentran en el mercado son metálicas y muchas de ellas toxicas, una alternativa a estos son las basadas en carbono debido a su biocompatibilidad que las hace presumiblemente menos toxicas. Otro factor a tomar en cuenta cuando se habla de nanomateriales son los métodos de producccion o sintetisis, habiendo hasta la fecha muchísimas alternativas para hacerlo, como son los métodos químicos y físicos, perteneciendo a este último la ablación láser y el cual fue utilizado en este trabajo de tesis debido a sus múltiples características que lo hacen una gran alternativa como medio de producción. En este trabajo se realizó la síntesis y caracterización de nanopartículas fotoluminiscentes basadas en carbono obtenidas por la técnica de fragmentación láser en medios líquidos. Para la síntesis se utilizó un láser pulsado Nd:YAG de radiación infrarroja con longitud de onda de 1064nm, un frecuencia de 10Hz y una energía por pulso de 20mJ, enfocado aproximadamente en la superficie del material a fragmentar, que en este caso eran mircoesferas de negro de carbono; el medio liquido utilizado para la contención del material fragmentado fue acetona, 6ml aproximadamente contenido dentro de un vial de vidrio. Se realizaron 3 muestras bajo estas condiciones, únicamente variando el tiempo de interacción con el láser pulsado, los cuales fueron 10, 20 y 30minutos. Para el proceso de caracterización se utilizaron los métodos de espectroscopia de emisión y de absorción, también se utilizó espectroscopia electrónica de transmisión (TEM) para analizar su morfología, en esta tesis se hizo un enfoque más significativo en los procesos de emisión, demostrando que en el proceso de síntesis bajo esta técnica se generaron partículas fotoluminiscentes y mediante los procesos de maduración posteriormente realizados pudo mejorarse la emisión y morfología del material fragmentado.