2. Materiales y métodos
2.1. Técnicas de caracterización de los coloides
2.1.1. Difracción de rayos x (DRX).
Tanto para la identificación de las fases cristalinas de las NPMs sintetizadas en las suspensiones coloidales, como para la determinación del tamaño de partícula se empleó la Difracción de Rayos X (DRX) utilizando un difractómetro X-Pert, APD1700X„Pert (CuK con =1.5406 Å).
La difracción de rayos X permite determinar la estructura cristalina de un sólido o identificarlo a partir de su estructura. Una estructura cristalina actúa como una red de difracción, debido a que el espaciado interatómico en un sólido es del mismo orden que la longitud de onda de los rayos X. La posición de los picos de difracción depende de la especie cristalina estudiada. La salida de un difractógrama consiste en un registro de intensidad (cuentas por segundo) en función de la posición angular del detector respecto del haz incidente, esto es dos veces el ángulo de Bragg. La ley de Bragg define las condiciones para obtener difracción de rayos X cuando estos inciden sobre un material cristalino:
2dh k lsen hkl n (2.1)
Siendo dh k lla distancia entre los planos (hkl), es el ángulo entre el haz incidente y colimado de rayos X para un plano atómico de la red cristalina, n es un número entero que da el orden de difracción, hkl son los índices de εiller asociados al plano, y es la
longitud de onda de la línea característica de rayos X.
Las suspensiones coloidales a ser analizadas por DRX, se secaron en estufa a 60 ºC durante 48 h, luego se recogió el polvo negro obtenido, se lo molió utilizando un mortero de ágata y finalmente se coloca en forma de una fina película sobre el portamuestra del
que la cantidad de muestra a medir no sea poca para redispersar en el porta muestra ya que la relación señal a ruido puede ser muy baja.Los datos se adquirieron en un rango de 2θ de 20 a 80 º, con un paso de 0.02º por segundo. Para ajustar los datos experimentales a fin de identificar la fase cristalina y determinar el tamaño de la partícula se utilizó el programa de ajuste MAUD103 (Material Analysis Using Diffraction), que se basa en el método de Rietveld.
2.1.2. Microscopía de trasmisión de electrones
(TEM) y Difracción de electrones.
Para obtener forma, tamaño y dispersión de tamaño en de las NPMs y su visualización en cultivos celulares se utilizó la Microscopia Electrónica de Trasmisión (TEM). El equipo empleado es un JEOL JEM 2100 sito en Center for Nanoscience and Nanotechnology/MCT en el marco de la propuesta # 13872 del LNNano, Campinas Brasil.
La microscopía por trasmisión de electrones (TEM) es una técnica que permite obtener información sobre la microestructura cristalina de una muestra. La técnica consiste en hacer incidir un haz de electrones sobre una muestra el cual es trasmitido a través de la misma y por la interacción de los electrones trasmitidos con la muestra se forman imágenes de su estructura. Esta imagen es aumentada y enfocada en un dispositivo tal como una pantalla fluorescente, para ser detectada por un sensor tal como una cámara CCD. La técnica TEM es capaz de lograr imágenes con más resolución que los microscopios ópticos, debido a la pequeña longitud de onda de Broglie de los electrones, típicamente para un potencial de 200 kV y una 2.5 x 10-2 Å
Para llevar a cabo la observación, las muestras se prepararon colocando una gota de la suspensión coloidal diluida sobre una grilla de cobre, en la cual el solvente evapora a temperatura ambiente. Del análisis estadístico de alrededor de 100 partículas se estima un tamaño medio (dTEM) para cada muestra.
2.1.3. Termogravímetria (TG) y Análisis térmico
diferencial (DTA):
El TG registra la pérdida de peso de una muestra, el cual está asociado a alguna transformación de la misma, como una función de la temperatura. Estas curvas, son características de un compuesto o material dado, debido a la secuencia única de las transiciones físicas y las reacciones químicas que ocurre sobre intervalos definidos de temperatura. Los cambios de peso resultan de la formación y/o del rompimiento de los enlaces físicos o químicos a temperaturas elevadas. Estos procesos pueden dar lugar a la formación de productos volátiles o a productos de reacción que conllevan a un cambio de peso de la muestra. Los datos obtenidos por TG son útiles en la caracterización de materiales al igual que en la investigación de las transiciones que ocurren por aplicación de calor.
En el Análisis térmico diferencial (DTA), Mide la diferencia de temperatura Tentre la muestra y un material inerte de referencia mientras son sometidos al mismo programa de
temperaturas T. Si para alguna temperatura dada la muestra experimenta alguna transformación (por ejemplo una fusión) la energía aportada por el horno se empleará para llevar a cabo la fusión en lugar de emplearla para aumentar la temperatura de la muestra, mientras que la temperatura de la referencia seguiría aumentando según la rampa de temperaturas programada. Por lo tanto se registrará un T para ese valor de T.
Las medidas de Termogravimetría (TG) y Análisis Térmico Diferencial (DTA) se hicieron, utilizando los equipos Shimatzu TG-50 y DTA-50 respectivamente.
Las muestra se midieron en forma de polvo sobre un portamuestra de platinum cruciales y fueron calentadas a 10 K /min bajo un flujo de N2 de 50 ml/min.
2.1.4. Dispersión dinámica de luz (DLS)
El diámetro hidrodinámico (dh) fue determinado con la técnica Dynamic light scattering (DLS) a un ángulo de dispersión de 90º equipado con un goniómetro ALV/CGS-5022F con Multiple Tau digital correlator ALV-5000/EPP. La fuente de luz fue un laser de
helio−neón que opera a 22 mW. Para los cálculos se utiliza la transformada de de Laplace. Se levantaron 200 l de suspensión coloidal a estudiar y se la diluyo a 50 ml utilizando un matraz con agua bidestilada, luego se la sonicó 15 min y por último se la filtró utilizando una membrana de 200 nm de poro, para eliminar cualquier partícula de polvo indeseada, las cuales interfieren con las medidas.