Nanomaterials have become a popular topic of research over the years because of their many important applications. It can be a challenge to stabilize the particles at a nanometer size, while having control over their surface features. Copper nanoparticles were synthesized photochemically using a photogenerated radical allowing spatial and temporal control over their formation. The synthesis was affected by the stabilizers used, which changed the size, dispersity, rate of formation, and oxidation rate. Copper nanoparticles suffer from their fast oxidation in air, so copper-silver bimetallic nanoparticles were synthesized in attempts to overcome the oxidation of copper nanoparticles. Bimetallic nanoparticles were synthesized, but preventing the oxidation of the copper nanoparticles proved difficult. One important application of nanoparticles that was explored here is in catalyzing organic reactions. Because of the fast oxidation of copper nanoparticles, silver nanoparticles were synthesized photochemically on different supports including TiO2 and hydrotalcite (HTC). Their catalytic efficiency was tested using alcohol oxidations. Different silver nanoparticle shapes (decahedra and plates) were compared with the spheres to see the different catalytic efficiencies.

This thesis describes the photochemical synthesis of silver nano particles, several ways to make these particles as well as control the size and shape of the colloidal particles. Understanding the primary reactions in photochemical nanoparticle formation has lead to important contributions to the overall mechanism of metal nanoparticle synthesis. The size and shape control of the particles is shown to have important implications for the Raman spectrum of surface bound molecules. The particles have also been used in antibacterial properties where it was shown that silver nanoparticles are more antibacterial than the corresponding silver cation, while remaining non-toxic to several common cell lines. The particles were also shown to have some interesting properties that can be exploited in lithography and optoelectronics.

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Aunque la plata se usa como componente clave en el control microbiano en incontables aplicaciones, las tecnologías basadas en plata disponibles son escasas. Esto radica en la dificultad para evaluar su eficacia debido a problemas de estabilidad y de especiación. En la presente tesis, iones de plata fueron incorporados en matrices biopoliméricas para obtener materiales de prolongada capacidad antimicrobiana basados en su liberación sostenida. Se realizó un estudio profundo de las interacciones químicas entre las especies activas de plata, las bacterias, y posibles ligandos presentes en el medio de acción. En condiciones óptimas, la plata demostró ser eficaz en el rango de los nanomoles. Sin embargo, interacciones químicas con varios ligandos afectaron drásticamente tanto su eficacia como la evaluación de la viabilidad bacteriana. La incorporación de iones de plata en películas de EVOH no alteró las propiedades físico-químicas de los materiales que mostraron una rápida liberación del contenido de plata al entrar en contacto con la humedad. Esto se reflejó en la inactivación de las bacterias a concentraciones muy bajas (0.0001wt.%) en condiciones óptimas. Cuando se incorporaron iones de plata en PLA por casting o mezclado-fundido, la liberación y el rendimiento antimicrobiano se prolongaron de días a meses, dependiendo del contenido, el método de incorporación, la humedad o el pH del medio de liberación. Una etapa inicial de liberación mayor pudo ser atenuada gracias a la aplicación de una capa de cera de abejas, lo que permitió adaptar los perfiles de liberación a demanda y cumplir con la legislación vigente en diversas condiciones de liberación. Las películas demostraron un alto efecto antibacteriano y antiviral contra los patógenos transmitidos por los alimentos más comunes en medios sintéticos, en superficie y en alimentos líquidos y sólidos. Este estudio representa un avance en la comprensión de la eficacia antimicrobiana de la plata y destaca su posible idoneidad para la fabricación de materiales de envasado de alimentos, de contacto con alimentos u otras aplicaciones. / Martínez Abad, A. (2014). Development of silver based antimicrobial films for coating and food packaging applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/36738 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales

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