En el presente trabajo se estudia la influencia del desorden estructural y químico sobre la distribución de separación de niveles electrónicos vecinos de un conjunto de nanopartículas de plata, cuyo número de átomos corresponde a los llamados números mágicos (los cuales varían de 147 hasta 5083 átomos). Este estudio se realiza con el fin de conocer como será el comportamiento electrónico de estas nanopartículas bajo la influencia de estos tipos de desordenes, ya que dependiendo de qué distribución de separación de niveles presente el sistema, se le puede asociar a este un carácter metálico, aislante o cercano a estos. Las nanopartículas de plata fueron obtenidas mediante simulación de dinámica molecular empleando un potencial tight-binding. El desorden estructural fue producido aplicando diferentes velocidades de enfriamiento a las nanopartículas de plata en estado líquido y el desorden químico fue provocado introduciendo una energía aleatoria en la energía de sitio del Hamiltoniano electrónico tipo tight-binding. Los resultados indican que, independientemente de las velocidades de enfriamiento usadas en este trabajo, las nanopartículas de plata presentan un comportamiento tipo metálico para todos los tamaños, ya que tienen una distribución de separación de niveles cercana a la distribución de Wigner. Por otro lado, se tiene que el carácter metálico de las nanopartículas de plata se va perdiendo a medida que se aumenta el grado de desorden químico, adquiriendo finalmente un carácter aislante. Es decir, la distribución tipo Wigner cambia a una de tipo Poisson, como es de esperarse para sistemas fuertemente desordenados. / In the present work I study the influence of the structural and chemical disorder on the nearest neighbor level spacings distribution of a set of silver nanoparticles, whose number of atoms correspond to the well known magic numbers (which vary from 147 to 5083 atoms). The main goal of this work is to know how strong is the influence of disorder on the electronic behavior of these nanoparticles. Thus, we can associate the level spacing distribution to a metallic or insulating character. The silver nanoparticles were obtained by molecular dynamics simulation using a tight-binding potential. The structural disorder was produced by applying different cooling rates to the silver nanoparticles in liquid state, and the chemical disorder was introduced by adding a random energy in the site energy of the tight-binding Hamiltonian of the electrons. The results indicate, that independent of the cooling rates used in this work, silver nanoparticles have a metal-like behavior for all sizes, i. e. the level spacing distribution is close to the Wigner distribution. Furthermore, this metallic character changes after increasing the degree of chemical disorder acquiring finally an insulating character; i. e., the Wigner-like distribution changes to a Poisson-like one, as expected for strongly disordered systems.

En el presente trabajo se estudia la influencia del desorden estructural y químico sobre la distribución de separación de niveles electrónicos vecinos de un conjunto de nanopartículas de plata, cuyo número de átomos corresponde a los llamados números mágicos (los cuales varían de 147 hasta 5083 átomos). Este estudio se realiza con el fin de conocer como será el comportamiento electrónico de estas nanopartículas bajo la influencia de estos tipos de desordenes, ya que dependiendo de qué distribución de separación de niveles presente el sistema, se le puede asociar a este un carácter metálico, aislante o cercano a estos. Las nanopartículas de plata fueron obtenidas mediante simulación de dinámica molecular empleando un potencial tight-binding. El desorden estructural fue producido aplicando diferentes velocidades de enfriamiento a las nanopartículas de plata en estado líquido y el desorden químico fue provocado introduciendo una energía aleatoria en la energía de sitio del Hamiltoniano electrónico tipo tight-binding. Los resultados indican que, independientemente de las velocidades de enfriamiento usadas en este trabajo, las nanopartículas de plata presentan un comportamiento tipo metálico para todos los tamaños, ya que tienen una distribución de separación de niveles cercana a la distribución de Wigner. Por otro lado, se tiene que el carácter metálico de las nanopartículas de plata se va perdiendo a medida que se aumenta el grado de desorden químico, adquiriendo finalmente un carácter aislante. Es decir, la distribución tipo Wigner cambia a una de tipo Poisson, como es de esperarse para sistemas fuertemente desordenados. / -- In the present work I study the influence of the structural and chemical disorder on the nearest neighbor level spacings distribution of a set of silver nanoparticles, whose number of atoms correspond to the well known magic numbers (which vary from 147 to 5083 atoms). The main goal of this work is to know how strong is the influence of disorder on the electronic behavior of these nanoparticles. Thus, we can associate the level spacing distribution to a metallic or insulating character. The silver nanoparticles were obtained by molecular dynamics simulation using a tight-binding potential. The structural disorder was produced by applying different cooling rates to the silver nanoparticles in liquid state, and the chemical disorder was introduced by adding a random energy in the site energy of the tight-binding Hamiltonian of the electrons. The results indicate, that independent of the cooling rates used in this work, silver nanoparticles have a metal-like behavior for all sizes, i. e. the level spacing distribution is close to the Wigner distribution. Furthermore, this metallic character changes after increasing the degree of chemical disorder acquiring finally an insulating character; i. e., the Wigner-like distribution changes to a Poisson-like one, as expected for strongly disordered systems. / Tesis

La Hidroxiapatita (HAP) Ca10(PO4)6(OH)2 es un fosfato de calcio ampliamente utilizado en el recubrimiento de implantes quirúrgicos y en cirugía del tejido óseo debido a su gran similitud físico-químico-estructural con la fase inorgánica presente en el hueso humano y a su naturaleza inactiva, lo cual permite la unión química entre este hueso y la hidroxiapatita. Por otro lado, ha sido reportado en la literatura, la amplia versatilidad y aplicabilidad de la plata (Ag) como un gran agente bactericida, siendo uno de los mecanismos más aceptados el que supone que las partículas de plata son adheridas cargadas negativamente en la superficie de las membranas celulares produciendo su aniquilación instantánea. En este trabajo de tesis se sintetizó y estudio estructuralmente muestras de HAP dopada con iones de plata en diferentes concentraciones. Las muestras fueron preparadas por el método sol-gel utilizando como materiales precursores: nitrato de calcio tetrahidratado Ca(NO3)2 • 4 H2O, fosfato de amonio monobasico (NH ´ 4)H2PO4 y nitrato de plata Ag(NO3). La caracterización estructural morfológica, elemental y vibracional de los compuestos presentes en las muestras fueron monitoreadas utilizando difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infraroja (FTIR), microscopía electrónica de barrido y espectroscopía por energía dispersiva (EDS). Los resultados obtenidos muestran que la HAP se mantiene estable para valores en mol de plata (X) menores a 0,1; mientras que, para 0,1 6 X 6 0,4 se observa la formación de una nueva fase identificada como fosfato tricálcico (TCP) en su fase α a la cual denominamos α − TCP, así mismo, para X = 0,5 se observa la formación de la fase identificada como β − TCP. Mediante el refinamiento Rietveld de los difractogramas de rayos X se obtuvo un tamaño promedio de cristal de 26 nm para la muestra de HAP pura y orientación preferencial en la dirección [002]. De los datos obtenidos mediante el refinamiento Rietveld se logro obtener la forma aparente del cristal anisotrópico de la HAP (forma elipsoide); así mismo se encontro vacancias en los sitios atómicos correspondientes al oxigeno (O 6h) y al calcio (Ca 4f), correspondientes al grupo espacial P63/m razón por la cual los iones de plata ocupan los sitios deficiente en Ca. El análisis por FTIR mostró un ensanchamiento de las bandas de vibración correspondiente al ion fosfato (PO4) según aumenta la concentración de los iones Ag. / Tesis

Estudia la influencia de la velocidad de enfriamiento (cooling rate o freezing) sobre las propiedades estructurales y electrónicas de nano-hilos mono-metálicos de plata y cobre constituidos con un número desde 200 hasta 5880 átomos correspondientes a diámetros de 0.49 a 2.86 nm para la plata y de 0.43 a 2.53 nm para el cobre y una longitud de 16.34 y 14.46 nm respectivamente. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Desarrolla una nueva ruta de síntesis del complejo polimérico sacarinato plata (I), [Ag(sac)]n, y la síntesis del complejo 2-(2-piridil)bencimidazol sacarinato plata(I), [Ag(pbi)(sac)]. La caracterización de ambos compuestos se realiza a través de los métodos de amperometría, análisis elemental, análisis por XPS, espectroscopía de IR, UV-Visible, 1H-RMN y 13C-RMN. / Tesis

Busca conjugar NPs metálicas con un péptido antibacteriano conteniendo el motivo ATCUN, el cual es una seria de 3 aminoácidos comenzando por el amino terminal en el cual el tercer aminoácido es la histidina (Libardo, Gorbatyuk, & Angeles-Boza, 2016), como una primera aproximación al desarrollo de vectores de transporte de proteínas basados en AgNPs. Estas NPs son consideradas debido a su comprobado poder bactericida. La conjugación entra las NPs y el péptido se lleva a cabo mediante una reacción click de Huisgen catalizada por Cu(I), la cual consiste en la reacción entre el grupo N3 y el grupo alquino catalizado por Cu(I) formando el anillo triazol. En este trabajo primero se funcionaliza las NPs con una molécula espaciadora SHPEG- N3), y finalmente se hace reaccionar el péptido VIHGW-alquino-G-NH2 con las NPs funcionalizadas en presencia de Cu(I) el cual actuará como catalizador. El producto obtenido luego de esta reacción fue caracterizado por medio de técnicas espectroscópicas como XPS, FTIR, DLS y microscópicas como TEM. Estas caracterizaciones estarán complementadas por un estudio de la actividad biocida hacia E. Coli usando la técnica de conteo en placas. Mediante espectroscopia FTIR se pudo demostrar que la reacción entre el péptido y las AgNPs-S-PEG-N3 se dio mediante la reacción click porque la señal del grupo N3 presente en las AgNPs-S-PEG-N3 desaparece una vez realizada la reacción con el péptido. Usando la técnica XPS se pudo determinar que la molécula espaciadora se unió a las AgNPs mediante el grupo funcional SH porque en el espectro de las AgNPs-S-PEG-N3 se observa que aparece un a 160 eV característico de los sulfuros metálicos. Por ultimo las pruebas antibacteriales nos dan como resultado que el producto final AgNPs-S-PEG-VIH presenta una mayor actividad antibacterial contra E. Coli que sus componentes individuales. / Tesis

Uno de los desafíos en la implementación del uso de nanopartículas metálicas como vehículos de proteínas es la falta de metodologías de formación de compuestos del tipo nanopartículaproteína que permitan mantener la actividad biológica de dichas biomoléculas. En esta investigación, se presenta una metodología para la síntesis de nanopartículas de plata, las cuales se caracterizan por su facilidad de síntesis, biocompatibilidad y su naturaleza antimicrobiana, a altas concentraciones y su interacción con una proteína estándar, la albúmina de suero bovino (BSA, del inglés bovine albumin serum), y con factor de crecimiento epidermal (EGF, del inglés epidermal growth factor), la cual es una proteína de interés para la regeneración de tejido epitelial. La interacción nanopartícula-proteína ha sido caracterizada mediante espectroscopía UV-Visible, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR, del inglés fouriertransform infrared spectroscopy), dispersión dinámica de luz (DLS, del inglés dynamic light scattering), potencial zeta (ZP, del inglés zeta potential) y microscopía electrónica de transmisión (TEM, del inglés transmission electron microscopy). La evaluación de la actividad antibacterial fue evaluada en cultivos de Escherichia coli. Se demostró que con un tiempo de reacción de 20 minutos y una concentración inicial de 1.0 mM de nitrato de plata, AgNPs de 33 mM con una baja distribución en longitud de onda máxima y absorbancia eran obtenidas. Además, bajo la metodología desarrollada una relación molar de 0.018 BSA:AgNPs fue encontrada óptima para una mayor interacción entre BSA nativo y las AgNPs. Por último, dicha metodología fue extrapolada para la interacción de AgNPs con 1000, 2500 y 4000 ng rh EGF, encontrando una mayor eficiencia de carga, mayor velocidad de liberación y una mayor estabilidad de la proteína usando 4000 ng rh EGF. Los ensayos antibacteriales mostraron que la actividad antibacterial se mantuvo en las AgNPs en interacción con rh EGF aunque en menor escala en comparación con las AgNPs puras. / Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Perú). Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt) / Tesis

Realiza el estudio de la transición de fase líquido-sólido de las nanopartículas libres de plata AgN, donde N = 147, 309, 561, 923, 1415, 2057, 2869, 3871 y 5083 con diámetro entre 1.7 y 5.5 nm que corresponden a números mágicos relativos a la geometría icosaédrica. El estudio de la transición se realiza mediante dinámica molecular, usando simulaciones canónicas siendo la temperatura controlada por el termostato de Andersen. Las ecuaciones de movimiento atómico fueron integradas numéricamente por el algoritmo de Gear predictor-corrector de 5to orden y un paso de tiempo de 2 fs (2 × 10−15 s). Las nanopartículas fueron enfriadas en etapas sucesivas desde 1000 hasta 325 K y calentadas según el tamaño hasta 1000 o 1300 K (N > 1000) en intervalos de 25 K. En cada intervalo se usaron 20000 pasos de simulación para equilibrar las nanopartículas a cada temperatura, lo cual definió una rapidez de enfriamiento y calentamiento de 6,25 × 1011 K/s. Se estimó la dependencia de la energía interna de las nanopartículas con respecto a la temperatura, de cuyo análisis se obtuvieron sus propiedades termodinámicas tales como la capacidad calorífica en el estado sólido y líquido, el calor latente y la temperatura de fusión y solidificación. El análisis de pares y la función de distribución par se usaron para estudiar los cambios estructurales de las nanopartículas durante la simulación de la solidificación. Del análisis estructural se observó claramente una conexión entre la relación superficie/volumen de las nanopartículas y su evolución estructural. Las nanopartíıculas con ns > 50% y ns < 50% solidifican a estructuras con tendencia no cristalina y cristalina, respectivamente. Donde ns es el porcentaje de átomos en la superficie sobre el total. La solidificación de la nanopartícula Ag923 (d 3,14 nm) fue simulada utilizando una velocidad de enfriamiento de 5 × 109 K/s. También se hizo un análisis estructural, de la cual se pudo comparar su evolución con la teoría de nucleación homogénea. Se demostró que la transición de fase se dio mediante la creación de embriones de la nueva fase que al aumentar de tamaño y disminuir la temperatura se hacen más estables como describe la teoría de nucleación. Sin embargo, el parecer hay una discordancia entre el tamaño crítico predicho por la teoría y la calculada por la simulación. / Tesis