Ingeniera Civil Química / Últimamente, ha aumentado el interés de científicos e investigadores por los materiales poliméricos con propiedades antibacterianas, es decir, polímeros a los que se les incopora un agente biocida, como el cobre, durante su procesamiento. Este interés radica en que estos compósitos bactericidas pueden ser un gran avance para la medicina. En este contexto surge la inquietud de evaluar el comportamiento de las células eucariotas en presencia de este tipo de compósito para asegurar que sean inocuos para el organismo humano. El objetivo de memoria de título fué estudiar el efecto de las nanopartículas de cobre sobre la bioreactividad de una matriz polimérica. Para esto, se evaluó la citotoxicidad de compósitos de polipropileno y alginato con nanopartículas de cobre sobre líneas celulares normales y tumorales de animales. Se implementaron las metodologías MTT y Live/Dead, que permitieron estudiar la citotoxicidad de estos compósitos. Los nanocompósitos de polipropileno no resultaron ser tóxicos, en general, para las líneas celulares. Los compósitos de alginato, en cambio, fueron citotóxicos a bajas concentraciones de nanopartículas de cobre ya que, por su característica de hidrogel, tienen una tasa de liberación de iones cobre que resulta tóxica para las células. Se obtuvo que la tasa de liberación crítica de cobre, en agua, se encuentra en el intervalo [0,76; 1,1[ [mg/L]. Para desarrollar compósitos con cobre biocompatibles se requiere de una matriz polimérica capaz de controlar la liberación de iones cobre, de tal forma de no superar esta tasa crítica, como el polipropileno. El futuro desarrollo de los compósitos bactericidas, evaluados en este trabajo, es muy importante para su aplicación en artículos médicos y en diferentes tipos de implantes y así reducir las infecciones intrahospitalarias.

Ingeniera Civil Química / La ingeniería biomédica ha tenido un gran avance en las últimas décadas, generando biomateriales con alto potencial de uso en el área de la medicina reconstructiva, para la elaboración de prótesis o implantes que deben ser biocompatibles. Paralelamente, se han buscado biomateriales complementarios, que posean capacidad antimicrobiana, pues en la actualidad las infecciones nosocomiales asociadas a implantes, representan el 45% del total de infecciones intrahospitalarias. En el área de implantes, la elaboración de compósitos a partir de diversas matrices, ha ganado espacio en la ciencia médica. En este aspecto, la inclusión de compuestos poliméricos ha sido ya analizada, pero se continúan investigando nuevas potencialidades o polímeros, en su rol de matriz de nanocompósito. Por su parte, existe amplia literatura sobre los atributos biomédicos del cobre, tales como su carácter biocida y su rol en la regeneración de tejidos endoteliales y óseos, que podrían complementar las propiedades de ciertos compuestos poliméricos. De esta manera, considerando la alta tasa de infecciones intrahospitalarias por implantes, la capacidad regenerativa y antimicrobiana del cobre, y el creciente desarrollo de nanocompósitos como biomateriales, se abordó el desafío de combinar dos polímeros, Alginato y TEGMA/BisGMA, con cobre. En esta línea, el objetivo del presente trabajo fue determinar el efecto de nanopartículas de este metal, incorporadas en compósitos poliméricos, sobre la viabilidad de líneas celulares animales y humanas, utilizándose el ensayo de MTT y lixiviación, para estudiar la citotoxicidad y liberación de iones cobre de los compósitos, respectivamente. Los resultados indicaron que tanto el alginato como el TEGMA/BisGMA generan baja viabilidad celular, ya sea en estado puro o en combinación con cobre. Para el alginato esto se debería a su carácter hidrofilico que dificulta la adherencia y favorece la liberación de iones cobre. Por su parte, la menor viabilidad en el caso del TEGMA/BisGMA, vendría dada por mónomeros residuales de la fotopolimerización. De esta manera, al menos en condiciones de laboratorio, la toxicidad de estos compuestos poliméricos no haría recomendable su utilización en contacto con tejido biológico. Sin embargo, se propone estudiar y extender el análisis para ambos polímeros en combinación con cobre, pero enfocándose en usos alternativos como la liberación de soluto en apósito o parche (alginato) o implantes odontológicos (TEGMA/BisGMA), pues pruebas in vivo podrían arrojar resultados distintos.

Autorizada por el autor para ser publicada a texto completo a contar de agosto de 2012 / La necesidad de polímeros biocidas ha tomado importancia en el último tiempo dado que con ellos es posible resolver problemas tecnológicos relevantes como las enfermedades asociadas a la higiene, ya sea en contagios intrahospitalarios, o en empaque de alimentos. Actualmente existe una variedad de métodos y materiales para preparar polímeros biocidas, habiendo dos categorías principales, una primera que corresponde a los materiales en que el agente biocida se agrega a la matriz y la segunda, a los materiales en que el biocida es inherente al polímero. Se destaca dentro de la primera categoría los compósitos con nanopartículas metálicas, por ejemplo los de plata, con una efectividad ampliamente comprobada. A pesar que desde hace siglos es conocida la capacidad biocida del cobre, su estudio en nanocompósitos poliméricos no ha sido estudiado en detalle, lo que permitiría preparar polímeros basados en este metal con propiedades bactericidas. El objetivo del trabajo de título es preparar compósitos de polipropileno con nanopartículas de cobre, mediante el método de mezcla en fundido y con porcentajes de carga entre 1 y 20% vol-vol, para estudiar sus propiedades, con énfasis las biocidas. Para este propósito, se probaron tres metodologías: a) medir el efecto del compósito sobre un cultivo diluido en fase lag (~102 [CFU/ml]) en contacto con la superficie del compósito; b) medir el efecto por inmersión en un cultivo concentrado (~107 [CFU/ml]); c) medir el efecto en un cultivo concentrado en fase exponencial (~107 [CFU/ml]) en contacto con la superficie del material; con el tercer método los resultados permitieron cuantificar las principales características biocidas de las nanopartículas de cobre. Se encontró un efecto bactericida importante en las muestras preparadas. En particular, para los compósitos al 1% y 5% (vol-vol), se determinó una eficacia bactericida del 40% y 90% respectivamente, luego de 4hr en contacto. Más interesantes son los resultados para un 9% y 19% (vol-vol), encontrándose un 100% de efectividad luego de 4hr en contacto. Además se caracterizó los compósitos estudiando la cantidad de iones Cu+ que se liberan del material a una solución, resultando que, luego de 3hr es posible encontrar una concentración de 4 [µg/ml] de cobre en solución para 2cm2 de material. También sus propiedades eléctricas fueron analizadas, encontrándose cambios poco significativos en la conductividad (1,3x10-3 – 2,7x10-3[S/m]). Basados en los resultados de este proyecto de tesis, fue posible encontrar una metodología que permitió cuantificar el efecto biocida de un compósito. Finalmente se concluye que, nanopartículas de cobre dentro de una matriz de polipropileno producen un efecto bactericida sobre un cultivo de E. coli, el cual depende fuertemente del porcentaje de relleno. De esta manera, estos nanocompósitos abren nuevas aplicaciones al cobre.

The present PhD thesis entitled "Silica Hybrid Materials for detection of toxic species and clinical diagnosis" is focused on the design and synthesis of new hybrid materials, using different silica supports as inorganic scaffolds, with applications in recognition, sensing and diagnostic protocols. The first chapter of the PhD thesis is devoted to the definition and classification of hybrid materials, relying on concepts of Nanotechnology, Supramolecular and Materials Chemistry. State of art of this field of knowledge is described using numerous examples of applications for molecular recognition, especially about gated materials. In the second chapter, the general and specific objectives of the PhD thesis are presented. The third chapter shows the synthesis, characterization and sensing performances of hybrid silica nanoparticles for the chromogenic detection of formaldehyde. Commercially available silica nanoparticles are functionalized with thiol and polyamine moieties. These hybrid nanoparticles were used for the chromogenic recognition of formaldehyde using a blue squaraine indicator. In the absence of formaldehyde, suspensions of the functionalized nanoparticles are able to bleach the blue squaraine solutions due to a reaction between the grafted thiol moieties and the added dye. In the presence of formaldehyde, -SH moieties onto the surface reacts with this molecule with the subsequent inhibition of thiol-squaraine reaction. As a consequence suspension remains blue and formaldehyde is detected. These nanoparticles allows detection of formaldehyde in a selective and sensitive fashion in aqueous and in gas phase. The fourth chapter deals with the preparation of acetylcholinesterase capped mesoporous silica nanoparticle that are used for the selective and sensitive sensing of diisopropylfluorophosphate (DFP), a nerve agent mimic. Mesoporous silica nanoparticles are prepared and the pores loaded with rhodamine B dye. Then, the external surface of the loaded nanoparticles is functionalized with a pyridostigmine derivative (a reversible inhibitor of acetylcholinesterase enzyme). Finally the pores are capped upon acetylcholinesterase addition (by coordination with the grafted inhibitor). In the absence of DFP nanoparticles are tightly closed whereas in the presence of nerve agent simulant pore opening and dye release is observed (due to preferential coordination of DFP with the enzyme active sites and detachment from the nanoparticles surface). In an extension of the previous results, nanoparticles functionalized with a neostigmine derivative are prepared and characterized and its controlled release features studied in the presence of several acetylcholinesterase inhibitors. The selective recognition of Mycoplasma fermentans genomic DNA using capped mesoporous silica nanoparticles is presented in chapter fifth. Sensing nanodevices are based on mesoporous silica nanoparticles loaded with rhodamine B and with the external surface functionalized with isocyanatopropyl moieties. Then, a short DNA sequence was covalently attached to the surface of the nanoparticles through the formation of urea linkages. Finally, the pores were capped by adding a single stranded oligonucleotide which is a highly conserved sequence of the 16S ribosomal subunit of the mycoplasma species genome. Aqueous suspensions of the DNA-capped nanoparticles showed negligible dye release. However, only in the presence of Mycoplasma fermentans genomic DNA the pores are opened and a marked rhodamine B release is observed. Using these nanoparticles a limit of detection as low as 70 DNA copies uL-1 is achieved. / La presente tesis doctoral titulada "Silica Hybrid Materials for detection of toxic species and clinical diagnosis" está enfocada al diseño y síntesis de nuevos materiales hibridos usando diferentes soportes inorgánicos basados en sílice, con aplicaciones en protocolos de reconocimiento, sensado y diagnóstico. El primer capítulo de la tesis está dedicado a la definición y clasificación de los materiales híbridos, basándose en conceptos de Nanotecnología, Química Supramolecular y Química de Materiales. El estado del arte de este campo de conocimiento se describe usando numerosas aplicaciones para reconocimiento molecular, especialmente sobre materiales de tipo puerta molecular. En el segundo capítulo se presentan los objetivos generales y específicos de la presente tesis. El tercer capítulo presenta la síntesis, caracterización y capacidades sensoras de nanopartículas híbridas de sílice para la detección de formaldehído. Nanopartículas silíceas comerciales se funcionalizan con grupos tiol y poliamina. Estas nanopartículas híbridas han sido usadas para el reconocimiento cromogénico de formaldehído usando un indicador azul de escuaridina. En ausencia de formaldehído, suspensiones de nanopartículas son capaces de decolorar las disoluciones azules de escuaridina debido a una reacción entre los tioles insertados y el colorante añadido. En presencia de formaldehído, los grupos -SH de la superficie reaccionan con esta molécula con la consiguiente inhibición de la reacción tiol-escuaridina. Como consecuencia la suspensión permanece azul y el formaldehído es detectado. Estas nanopartículas permiten la detección de formaldehído de manera sensitiva y selectiva en disolución y fase gas. El cuarto capítulo trata de la preparación de nanopartículas mesoporosas de sílice tapadas con acetilcolinesterasa que son usadas para el sensado selectivo y sensitivo de diisopropilfluorofosfato (DFP), un simulante de gas nervioso. Nanopartículas mesoporosas de sílice se preparan y sus poros se cargan con rodamina B. Entonces, la superficie externa de las nanopartículas cargadas se funcionalizan con un derivado de piridostigmina (un inhibidor reversible de la enzima acetilcolinesterasa). Finalmente los poros se tapan con la adición de acetilcolinesterasa (por coordinación con el inhibidor insertado). En ausencia de DFP, las nanopartículas permanecen cerradas mientras que en la presencia del simulante de agente nervioso los poros se abren y se observa la liberación del colorante (debido a la preferencia de coordinación de los sitios activos de la enzima con el DFP y el desanclaje de la superficie de las nanopartículas). En una extensión de los resultados comentados, se preparan nanopartículas funcionalizadas con un derivado de neostigmina para caracterizarlas y estudiar sus procesos de liberación controlada en presencia de distintos inhibidores de acetilcolinesterasa. El reconocimiento selectivo de ADN genómico de Mycoplasma fermentans usando nanopartículas mesoporosas de sílice se presenta en el quinto capítulo. Nanodispositivos sensores basados en nanopartículas de sílice mesoporosa cargadas con rodamina B y con la superficie externa funcionalizada con grupos isocianatopropilo. Entonces, una secuencia corta de ADN se ancla covalentemente a la superficie de las nanopartículas a través de la formación de enlaces urea. Finalmente, los poros se tapan añadiendo un oligonucleótido de cadena simple el cuál está formado por una secuencia altamente conservada de la subunidad ribosomal 16S del genoma de esta especie concreta de micoplasma. Suspensiones acuosas de nanopartículas tapadas con oligonucleótido presentan una liberación insignificante de colorante. Sin embargo, sólo en presencia de ADN genómico de Mycoplasma fermentans los poros se abren y se observa una marcada liberación de rodamina B. Usando estas nanopartículas se llegó a un límite de detección tan bajo como 70 c / La present tesi doctoral titulada "Silica Hybrid Materials for detection of toxic species and clinical diagnosis" està enfocada al disseny i síntesi de nous materials híbrids utilitzant diferents suports inorgànics basat en sílice, amb aplicacions en protocols de reconeixement, sensat i diagnòstic. El primer capítol de la tesi està dedicat a la definició i classificació dels materials híbrids , basant-se en conceptes de Nanotecnologia, Química Supramolecular i Química dels Materials. L'estat del art d'aquest camp de coneixement es descriu utilitzant nombroses exemples de aplicacions per a reconeixement molecular, especialment sobre materials de tipus porta molecular. En el segon capítol es presenten els objectius generals i específics de la present tesi. El tercer capítol presenta la síntesi, caracterització i capacitats sensores de nanopartícules híbrides de sílice per a la detecció de formaldehid. Nanopartícules silícies comercials es funcionalitzen amb grups tiol i poliamina. Estes nanopartícules híbrides han sigut utilitzades per al reconeixement cromogènic de formaldehid utilitzant un indicador blau de escuaridina. En absència de formaldehid, suspensions de nanopartícules son capaces de decolorar les dissolucions blaves de escuaridina degut a una reacció entre els tiols inserits i el colorant afegit. En presència de formaldehid els grups -SH de la superfície reaccionen amb esta molècula amb la conseqüent inhibició de la reacció tiol-escuaridina. Com a conseqüència la suspensió roman blava i el formaldehid es detecta. Estes nanopartícules permeten la detecció de formaldehid de forma sensitiva i selectiva en dissolució i en fase gas. El quart capítol de la tesi tracta de la preparació de nanopartícules mesoporoses de sílice tapades amv acetilcolinesterasa que són utilitzades per al sensat selectiu i sensitiu de diisopropilfluorofosfat (DFP), un simulant de gas nerviós. Nanopartícules mesoporoses de sílice es preparen i els seus porus es carreguen amb rodamina B. Llavors, la superfície externa de les nanopartícules carregades es funcionalitzen amb un derivat de piridostigmina (un inhibidor reversible de l'enzim acetilcolinesteras). Finalment els porus es tapen amb la addició de acetilcolinesterasa (per coordinació del inhibidor inserit). En absència de DFO, les nanopartícules romanen tancades mentre que en la presència del simulant d'agent nerviós els porus s'obrin i s'observa l'alliberament del colorant (degut a la preferència de coordinació dels centres actius de l'enzim amb el DFP i el desancoratge de la superfície de les nanopartícules). En una extensió dels resultats comentats, es preparen nanopartícules funcionalitzades amb un derivat de neostigmina per a caracteritzar-les i estudiar els seus processos d'alliberació controlada en presència de diferents inhibidors d'acetilcolinesterasa. El reconeixement selectiu d'ADN genòmic de Mycoplasma fermentans utilitzant nanopartícules mesoporoses de sílice es presenta en el quint capítol. Nanodispositius sensors basats en nanopartícules mesoporoses de sílice carregades amb rodamina B i amb la superfície externa funcionalitzada amb grups propilisocianat. Llavors, una seqüència curta d'ADN s'ancora covalentment a través de la formació d'enllaços urea. Finalment, els porus es tapen afegint un oligonucleòtid de cadena simple, el qual està composat per una seqüència altament conservada de la subunitat ribosomal 16S del genoma d'aquesta espècie concreta de micoplasma. Suspensions aquoses de nanopartícules tapades amb oligonucleòtids presenten una alliberació negligible de colorant. No obstant, solament en presència d'ADN genòmic de Mycoplasma fermentans els porus s'obrin i s'observa una marcada lliberació de rodamina B. Utilitzant estes nanopartícules es va aplegar a un límit de detecció tan baix com 70 còpies d'ADN per uL. / Pascual Vidal, L. (2017). Hybrid silica materials for detection of toxic species and clinical diagnosis [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/80076 / TESIS

Ingeniero Civil Químico / El desarrollo y estudio de los materiales compuestos con nanopartículas de carbono ha crecido en las últimas décadas debido al aumento en las propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas de la matriz polimérica a bajas concentraciones de carga. Entre las nanopartículas se destacan los nanorellenos a base de carbono, específicamente los nanotubos de carbono y el grafeno dada la gran versatilidad de aplicaciones en las que estos materiales pueden ser utilizados, por ejemplo, en la elaboración de sensores piezoeléctricos. Estos dispositivos están formados por una matriz polimérica aislante y nanopartículas conductoras y son capaces de cambiar sus propiedades eléctricas debido a la deformación que el sensor experimenta, lo que ha motivado un extenso estudio en el área de la nanotecnología y ciencias de los materiales. El objetivo de este estudio es analizar el efecto de la matriz, la carga y el tipo de partícula sobre el cambio de las propiedades eléctricas de compuestos de copolímero de etileno con nanopartículas de carbono al ser deformados por tracción, implementando un sistema de medición en-línea mediante un microprocesador. De forma complementaria se busca caracterizar a los sensores analizando sus propiedades mecánicas, eléctricas y otros parámetros de interés, como por ejemplo la temperatura de fusión. Los sensores fueron preparados por medio de mezclado en fundido y las matrices elastoméricas utilizadas fueron dos copolímeros de etileno con buteno (engage 1 y engage 2), utilizando nanotubos de carbono (CNT) comerciales y Óxido de Grafeno Térmicamente Reducido (TrGO) sintetizado de acuerdo al método de Hummers. Como principal resultado se logró observar el efecto de la matriz, la carga y el tipo de partícula sobre el cambio de la conductividad eléctrica de los sensores desarrollados. Los nanocompuestos más sensibles son los que tienen menor cantidad de relleno, en efecto, los sensores elaborados con engage 1 con 6.61%vol. y 7.65%vol. de CNT alcanzan una resistencia eléctrica relativa de 200 y 170% respectivamente, mientras que en el engage 2 el cambio es de 70 y 40%. Para las mismas concentraciones de cargas los sensores más sensibles son los elaborados con la matriz engage 1. Por otra parte los sensores cargados con TrGO alcanzan resistencias relativas de 2500 y 250% para concentraciones de 9.0 y 10%vol. respectivamente, concluyendo que estos nanocompuestos son más sensibles en relación a los cargados con CNT. Se logró sintetizar TrGO, comprobando mediante análisis DRX la adecuada exfoliación de las láminas de grafeno. Se verificó que la incorporación de las partículas a la matriz polimérica aumenta la rigidez del material entre un 15 y 326%, y disminuye el alargamiento a la rotura. Respecto a las propiedades eléctricas se comprobó el comportamiento del compuesto de acuerdo a la teoría de percolación, destacándose los puntos de percolación obtenidos: 2.4%, 4.6% y 6.6%vol. para el engage 1 con CNT, engage 2 con CNT y engage 1 con TrGO respectivamente. Los cambios en las propiedades eléctricas de los sensores desarrollados permiten utilizar el efecto piezoeléctrico en diversas aplicaciones para poder medir alguna propiedad física como presión, velocidad y fuerza, y en base a este estudio es posible controlar la sensibilidad del sensor modificando la matriz, la concentración de carga y/o el tipo de nanopartícula.

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / La presente tesis doctoral se centra en el desarrollo de compuestos poliméricos de polipropileno (PP) con nanoestructuras de carbono, mediante mezclado en fundido. El interés principal radica en el desarrollo de materiales multifuncionales que presenten conductividad eléctrica, estabilidad térmica y elevadas propiedades mecánicas, para igualar o superar las propiedades de los nanocompuestos de PP con nanotubos de carbono (CNT), bajo las mismas condiciones de procesamiento, y de este modo poder obtener materiales económicamente más competitivos. Por tal razón, el objetivo de la tesis es analizar el efecto del tipo de estructura de carbono (CNT, grafito (G) y óxido de grafeno térmicamente reducido (TrGO)) sobre las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de nanocompuestos de PP. Además, se estudia el efecto de un tratamiento térmico de recocido y de adicionar una segunda nanopartícula, sobre el desempeño de los nanocompuestos. Los resultados indican que la conductividad eléctrica depende fuertemente del tipo de relleno utilizado, lográndose obtener valores de conductividad eléctrica del orden de 10-3 S/m a concentraciones de sólo 2 y 4% en vol. de CNT o TrGO, respectivamente, mientras que en compuestos de PP con G, una conductividad similar se logra con concentraciones de 20% en vol. Del mismo modo, la estabilidad térmica de los nanocompuestos (a bajas concentraciones) es por lo menos 50 ºC superior que los microcompuestos con G. El módulo de Young de los compuestos bajo tracción se incrementó sustancialmente en relación al PP, para todas las partículas a base de carbono, mientras que la ductilidad disminuyó. Los resultados reológicos bajo condiciones de corte oscilatorio en estado fundido, mostraron que los materiales experimentan una transición de líquido a sólido en una concentración umbral que depende fuertemente del tipo de relleno usado, por ejemplo: 5% en vol. de CNT, 4% en vol. para TrGO, y 20% en vol. para G. Mediante un tratamiento térmico de recocido a los compuestos en estado fundido, la conductividad eléctrica se puede incrementar varios órdenes de magnitud, aunque depende del tipo de relleno y su concentración. Sin embargo, la estabilidad de los compuestos térmica no se ve afectada por el recocido. La conductividad eléctrica, estabilidad térmica y viscosidad de los compuestos de PP/TrGO puede incrementarse por la adición de CNT, obteniendo materiales híbridos con bajas concentraciones de CNT (que no superan el 1.5% en vol.), los cuales poseen propiedades superiores a las mezclas binarias, lo que se traduce en un ahorro económico significativo y facilidad en el procesamiento de este tipo de compuestos. Se estableció que las propiedades finales de un material nanocompuesto dependerán no sólo de la morfología del relleno, sino también del tamaño y el estado de dispersión dentro de la matriz.

Aluminum pillared clays (Al–PILC) modified with silver and copper nanoparticles were prepared in order to get a material with antimicrobial properties against Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus). Al-PILC were characterized by X - ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM) with energy – dispersive X - ray spectroscopy (EDX), the Boehm titration and the nitrogen sorption method. According to these techniques, the pillaring process increased the interlayer distance in 8.7 Å and it corresponds approximately to the size of the Keggin´s ion. The surface area of the natural clay grew from 56 m2/g to 195 m²/g for the Al-PILC after its calcination because new micropores arise. Silver and copper nanoparticles were prepared by a chemical reduction method using D – glucose and ascorbic acid as reductor agents. Silver and copper nanoparticles were analyzed by UV – Visible spectroscopy and SEM – EDX. In addition, the silver concentration in a suspension was determined by atomic absorption spectroscopy. Nanoparticles were spherical and their particle size was between 15 and 33 nm and they were immersed in a starch matrix. Synthesis conditions (frequency and temperature) had an influence on the particle size which increased with higher frequency (80 kHz) and temperature (59°C). Copper nanoparticles were prepared using different volume of ascorbic acid; 1.6 ml produced smaller particles (20 – 86 nm); however, this range of particle size was not reproducible. For that reason, in the microbiological experiments were used commercial copper nanoparticles with a size between 27 nm and 34 nm. Silver al copper nanoparticles were incorporated to Al–PILC by impregnation and the modified clays were characterized by SEM –EDX. From the microbiological experiments, the silver and copper suspensions reduce the number of S. aureus and E. coli alive cells in comparison to the number of alive cells in the sample without modified clay and nanoparticles. / Tesis

El objetivo principal de la presente investigación fue el estudio de la adsorción de fenol, 2-nitrofenol, 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol con nanofibras de carbono (CNF) como adsorbente mediante el uso de un diseño experimental aplicando el modelo factorial de Box Wilson. El uso de este modelo permitió estudiar el efecto en conjunto de diferentes variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial del adsorbato) y encontrar las condiciones óptimas para la adsorción. Las CNF fueron sintetizadas por el método CVD utilizando una mezcla de etileno e hidrógeno en un reactor tubular de lecho fijo empleando un catalizador de Ni/SiO2 por 4h a 873K. El material adsorbente (CNF) fue caracterizado mediante diferentes técnicas instrumentales: ATR, FTIR, DRX, SEM, EDX, sorción de N2, titulación Boehm y pHPZC. El análisis por DRX permitió la determinación de las fases cristalográficas en la estructura y la naturaleza grafítica del material. Se encontraron dos picos representativos de planos grafíticos (d101, 44,52° y d002, 25,76°). La titulación Boehm permitió determinar los grupos ácidos superficiales: fenólicos 12,22±0,28 mmolH+/gCNF, lactónicos 6,47±0,12 mmolH+/gCNF y carboxílicos 0,89±0,17 mmolH+/gCNF. La espectroscopia infrarroja (FTIR) permitió identificar los grupos funcionales. El análisis por SEM mostró que las nanofibras se encuentran aglomeradas, sin un ordenamiento aparente, relacionado posiblemente con la alta temperatura empleada en la síntesis (600°C). El análisis elemental realizado (EDX) indica la presencia de solo dos elementos: C (96,4%) y Ni (3,36%), éste último relacionado con el catalizador empleado en la síntesis. Mediante la sorción de N2 se determinó que las CNF tenían un área superficial de 120m2.g-1. Las CNF resultaron ser mayoritariamente micro-mesoporosas, lo que podría favorecer la adsorción de moléculas grandes como el fenol y los nitrofenoles. La isoterma de adsorción de N2 fue de tipo IV, según la clasificación IUPAC, típica de materiales carbonosos. El punto de carga cero encontrado fue de 6,5. El estudio de la cinética de adsorción permitió determinar los tiempos de equilibrio que fueron: 250min para fenol, 300min para 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol y 400min para 2-nitrofenol. Se aplicó el diseño experimental en base al modelo factorial de Box-Wilson con dos variables (pH y fuerza iónica) y tres variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial de adsorbato). A partir de los ensayos propuestos por el diseño factorial se obtuvieron ecuaciones de regresión (funciones de respuesta) de dos y tres variables utilizando el software estadístico JMP® 7.0.1. En base al análisis matemático de estas funciones, se determinó que las condiciones de máxima adsorción para todos los adsorbentes fueron pH = 1 y 20%NaCl. Las condiciones medias fueron pH = 7 y 10%NaCl y las condiciones menos favorables fueron pH = 13 y 0%NaCl. A partir de estas condiciones se realizaron las isotermas de adsorción. Utilizando el software de química computacional HyperChemTM 8.0.3 se realizaron los cálculos de densidad electrónica para los adsorbatos de estudio bajo diferentes condiciones de pH. Se encontró que, para todas las especies adsorbidas, las condiciones ácidas aumentan la electrofilicidad del anillo aromático por una disminución de la densidad electrónica en él mismo. Además, la sustitución de un grupo nitro (NO2) en la estructura lleva a un aumento de la electrofilicidad (disminución de la densidad de carga en el anillo) por su carácter atractor, lo que se tradujo en un aumento de la adsorción. Así mismo, para elucidar el posible mecanismo de adsorción se determinaron las isotermas de adsorción. Los resultados experimentales se correlacionaron con seis modelos de isotermas: Freundlich, Langmuir, Elovich, Temkin, Redlich-Peterson, Dubinin-Radushkevich. En general, se encontró que la adsorción se produce en centros activos con una superficie mixta y con una distribución homogénea de energía. El orden descendente obtenido en relación con a la capacidad de adsorción promedio fue: 2,4-dinitrofenol > 4-nitrofenol > 2-nitrofenol > fenol. Este orden se explica mediante el efecto del pH y la fuerza iónica en la adsorción. El pH tiene el efecto de protonar/desprotonar al adsorbato y este hace variar la electrofilicidad que es determinante en la adsorción. Por otro lado, la fuerza iónica está relacionada con el efecto de “salting out”, que hace cambiar la solubilidad de los adsorbatos debido a la presencia de electrólitos en solución. / Tesis

Actualmente, el cáncer es una causa importante de mortalidad en el mundo. El paclitaxel es un fármaco que actúa de forma eficiente frente a un gran número de tipos de cáncer y se obtiene, principalmente, a partir de especies de tejo (Taxus spp.), un árbol de la familia de las taxáceas. / Currently, cancer is a major cause of mortality worldwide. Paclitaxel is a drug that acts efficiently against a great number of cancer types and is mainly obtained from species of yew (Taxus spp.), a tree of the taxaceas family.

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