PARTÍCULAS

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se relaciona con un proceso de obtención de nanopartículas (NPs) de cobre, específicamente con un tamaño entre los 10 nm a los 200 nm. En particular, la presente invención se relaciona con un método de obtención de dichas nanopartículas de cobre que utiliza bajas cantidades de estabilizantes, de antioxidantes y contra-ión de la sal de cobre, generando una maduración hacia morfologías no esféricas de la NPs que presentan finalmente propiedades ópticas tales como la birrefringencia.

Específicamente, se describe un método para la fabricación de NPs metálicas con dependencia angular en la transmisión de luz, en agua y en ambiente abierto a la atmosfera, que produce suspensiones con alta carga de partículas resistentes a la oxidación prematura.

ESTADO DEL ARTE

Dentro de la bibliografía existente, se describen variados métodos que producen nanopartículas NPs de cobre. Entre ellos los más conocidos corresponden al método del poliol, el tratamiento hidrotermal, la síntesis en dos fases, en una sola fase apolar, y la síntesis en fase acuosa.

En el caso de la solicitud de patente US20100172997A, de fecha 30 de diciembre de 2008, se describe una composición de nanopartículas metálicas, su método de fabricación y uso de la misma, mediante la conversión de un metal (1 ) a un metal (O) y para formar una o más nanopartículas metálicas de metal (O). Una o más nanopartículas metálicas se estabilizan con uno o más estabilizadores biocompatibles (Quitosano) para evitar la aglomeración y hacerlos susceptibles para aplicaciones biomédicas.

En la solicitud de patente internacional WO2010010569A, de fecha 24 de Julio de 2008, se hace referencia a un procedimiento que comprende la preparación de nanopartículas metálicas (cobre, oro, plata, platino, zinc, magnesio, titanio o aleaciones) en presencia de un agente estabilizante (quitosano, citrato trisódico), en el que el agente estabilizante se añade junto con el agente de reducción (dihidrato de citrato trisódico, ácido ascórbico, tirosina, hidrazina) y la adición de las nanopartículas metálicas a la ceniza de cascarilla de arroz para obtener ceniza de cáscara de arroz con nanopartículas metálicas unidas.

En la solicitud de patente US 2010269635 describe procesos para la producción de nanopartículas metálicas. En un aspecto, la invención es un procedimiento que comprende las etapas de mezclar una primera solución calentada que comprende una base y/o un agente reductor (por ejemplo, un agente reductor no poliol), un poliol y un polímero de vinilpirrolidona con una segunda solución que comprende un precursor de metal que es capaz de ser reducido a un metal por el poliol. En otro aspecto, la invención es un proceso que incluye las etapas de calentar un polvo de un polímero de vinilpirrolidona; formando una primera solución que comprende el polvo y un poliol; y mezclar la primera solución con una segunda solución que comprende un precursor de metal capaz de ser reducido a un metal por el poliol.

En los métodos descritos en el estado del arte que utilizan un medio acuoso, se observa que todos ellos utilizan en su mayoría sales de cobre I y II. Aunque algunos involucran el uso del poli(vinilpirrolidona) (PVP) como estabilizador, ninguno hace uso de poliaminosacáridos como estabilizante o protector a la oxidación. En general, estos métodos trabajan con concentraciones de 2, 5, 10 Y hasta 100 veces más bajas que las concentraciones utilizadas en el método de la presente solicitud, lo que obliga a que emplear extracciones con solventes orgánicos.

Tal como se puede observar en el estado del arte, aquellos métodos que trabajan con protectores poliméricos (poli(vinilpirrolidona) PVP) deben hacerlo bajo una atmosfera inerte. Estas condiciones específicas, encarecen los costos de elaboración de las nanopartículas y dificulta la aplicación del método.

Del mismo modo, el rango de pH > 5, preferentemente un pH entre 5 y 12,5; de la presente invención es mayor que los reportados en el estado del arte. Esto ofrece una mayor versatilidad en la regulación de los parámetros de la síntesis y una mayor estabilidad química de las nanopartículas en medios medianamente ácidos o básicos.

El método de obtención de nanopartículas (NPs) de cobre estables en condiciones ambientales mediante procedimientos ambientalmente benignos, logra reemplazar las nanopartículas (NPs) de oro o plata por NPs metálicas con propiedades similares pero a con un menor costo para su uso en aplicaciones comerciales.

Entre estas aplicaciones comerciales encontramos cableado, encapsulamiento, y conexiones eléctricas en electrónica y microelectrónica; conductores transparentes de alto rendimiento para pantallas táctiles, sensores capacitivos, blindajes contra interferencia electromagnética y uso de NPs o compositos como bactericidas para protección ambiental, textiles y vestuario, alimentos, o la manufacturas de electrodomésticos con recubrimiento a base de ese tipo de materiales.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

En la Figura 1 se observa el esquema general del método de obtención de nanopartículas de cobre de la presente invención.

A: Sal u óxido de Cobre; B: Molécula o polímero estabilizante; C: Acomplejante Primario; D: álcali para ajustar pH; E: Antiespumante; F: Reductor; G: Antioxidante; H: Acomplejante Secundario; 1 : Limpieza y/o purificación de nanopartículas con agua, etanol, etc.; J: Polímero secundario o molécula modificante; y condiciones de síntesis (e, T" t, Y t2) .

En la Figura 2 se observa la distribución de tamaño (número de partículas determinado por análisis DLS) de las nanopartículas de cobre metálico obtenidas según el ejemplo 1 .

En la Figura 3 se observa el Espectro UV-Vis de la muestra obtenida según ejemplo 1 . El máximo de absorción por Plasmón de resonancia está entre 573nm y 578nm.

En la Figura 4 se observa un Termograma de pérdida de masa (TG) por calentamiento progresivo hasta 800°C en N ₂ de las nanopartículas según ejemplo 1 .

En la Figura 5 se observan Espectros UV-Vis de muestra obtenida según ejemplo 2. El máximo de absorción por Plasmón de resonancia entre 579 nm (24 h tras finalizar la síntesis) y 595nm (lavadas después de 3 días).

En la Figura 6 se observan los Espectros UV-Vis de muestra obtenida según el método del ejemplo 3. En la primera fase de crecimiento, se presenta un Plasmón de resonancia a 580nm, en la segunda fase aparece un segundo Plasmó n cerca de los 700nm cuando se inicia el crecimiento anisotrópico. La tercera fase muestra claramente la presencia de los dos plasmones con igual intensidad. Tras el proceso de maduración el segundo Plasmón aumenta su intensidad induciendo un cambio de forma del espectro.

En la Figura 7 se observan los Espectros UV-Vis de muestra obtenida según el método de la presente invención (ejemplo 4), mostrando ejemplo de las propiedades ópticas de las nanopartículas por crecimiento anisotropico. El trazo continuo con cuadrados es el espectro tomado por reflectancia difusa y el trazo discontinuo con círculos es el espectro tomado por trasmisión (espectro de absorción). El cambio en el perfil indica que existen diferencias en la forma en que interactúan las nanopartículas con la luz (forma trasmitida y/o reflejada).

En la Figura 8 se observa la aplicación de las nuevas partículas con propiedades ópticas obtenidas con la invención. Las membranas poliméricas con nanopartículas de cobre presentan dependencia entre la intensidad y contraste de la luz transmitida con el ángulo de observación. En la figura A de la izquierda se presenta las fotos de las membranas en tres ángulos de observación (30°, 45° Y 60°). En la figura B de la derecha, se muestran los perfiles de la membrana con y sin nanopartículas respecto al valor de referencia sin membrana.

En la Figura 9 se observa el Espectro UV-Vis de la muestra obtenida según el método de la presente invención (ejemplo 2). En esta figura se comparan los espectros de absorción UV-Vis de una muestra con 1 día después de la síntesis y tras 90 días de almacenamiento con bajo contenido de 0 ₂ . El máximo de absorción por Plasmón de resonancia cambio de 587nm a 600nm. No hay presencia de cobre oxidado (Cu ²⁺ ).

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El método de obtención de nanopartículas de cobre estables y en condiciones ambientales benignas, comprende las siguientes etapas:

i) Disolver en un recipiente al menos una sal, oxido o hidróxido de cobre en agua destilada hasta lograr una concentración molar de 0,1 a 1 ,5 M, en donde la sal de cobre es seleccionada a partir de Cloruro de cobre (I) (CuCI), Cloruro de cobre (II) (CuCI ₂ ), Cianuro de cobre (I) (CuCN), Sulfato de cobre (CuS0 ₄ ), nitrato de cobre (Cu(N0 ₃ ) ₂ ), acetato de cobre (CH ₃ COO) ₂ Cu, Carbonato de cobre (CuC0 ₃ ), acetilacetonato de cobre C ₅ H ₇ Cu0 ₂ , perclorato de cobre (II) Cu(CIC0 ₄ ) ₂ , estearato de cobre (II) , etilendiamina de cobre (II), trifluoroacetilacetonato de cobre (II), hexafluoroacetilacetonato de cobre (ll),formiato de cobre (ll),metacrilato de cobre (II), neodecanoato de cobre (ll),etilhexanoato de cobre (ll),trifluroacetato de cobre (ll),y otras fuentes de cobre tales como, oxido de cobre (I) (Cu ₂ 0), oxido de Cobre (II) (CuO), hidróxido de cobre (N)(CuOH) ₂ .

ii) Disolver en un recipiente al menos un estabilizante en agua destilada hasta lograr una concentración molar de 0,5 a 20 M, en donde el estabilizante es seleccionado a partir de polímeros: poli(vinilpirrolidona) (PVP), polivinil alcohol, policarbonatos, polifenoles, polietilenglicol y polioles como etilenglicol, dietilenglicol, tri-etilenglicol, propilenglicoles, alquildioles como butanodioles, dipropilenglicol y polietilenglicoles, quitosano y sus derivados, poliácidos y derivados de estos, mercaptoalcanoatos, y ácidos oxibenzoicos. Aquí, los poliácidos incluyendo cualquiera o más de los seleccionados de un grupo de ácido poli(acrílico), acido poli(maleico), poli(metil metacrilato), poli(ácido acrílico - co - ácido metacrílico), poli(ácido maleico-co-ácido acrílico), and poli(acrilamida - ácido coacrílico), acetatos de celulosa, polivinilacetatos, polisulfonsa, polifenilsulfonas, polietersulfonas, policetonas, polietercetonas, poliésteres, poliacetatos, polímeros y copolímeros de dos o más de estos y los derivados incluyendo entre otros cualquiera o más de los seleccionados de un grupo de sales de amonio, sódico o potásico de los poliácidos. pero no se limita a estos.

iii) Mezclar las dos soluciones preparadas en la etapa i) y ii) en un reactor, con agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm por un tiempo de homogenización entre 1 min y 24 horas.

iv) Adicionar a la mezcla de reacción de la etapa iii) un acomplejante primario en una concentración molar 5 a 12 M con agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm por un tiempo entre 1 min y 24 horas, en donde el acomplejante primario es seleccionado de entre amoniaco (NH ₃ ), hidróxido de amonio, aminas primarias y secundarias: isopropilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, nonilamina, decilamina, undecilamina, dodecilamina, tridecilamina, tetradecilamina, pentadecilamina, hexadecilamina, heptadecilamina, octadecilamina, dietilamina, dipropilamina, dibutilamina, dipentilamina, dihexilamina, diheptilamina, dioctilamina, además, terbutilamina, anilina, o cualquier bases de Schiff, pero no es limitado a estos.

v) Adicionar un álcali a la mezcla de reacción de la etapa iv), hasta ajustar la mezcla a un pH > 5, preferentemente un pH entre 5 y 12,5; en donde el álcali se selecciona de entre hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de potasio (KOH), hidróxido de litio (LiOH), hidróxido de magnesio (Mg(OH) ₂ ), hidróxido de bario (Ba(OH) ₂ ), hidróxido de calcio (Ca(OH) ₂ ) incluyendo bases de Arrhenius.

vi) Adicionar antiespumante a la mezcla de reacción de la etapa v) en una concentración no mayor de 1 % del total de la mezcla y calentar la mezcla de reacción entre 25-120°C con agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm; en donde el antiespumante se selecciona de alcoholes de alto peso molar como hexanol, 1 -heptanol, 1 -octanol, 1 -nonanol, 1 - decanol, 1 -undecanol, 1 -dodecanol, 1 -tridecanol, 1 -tetradecanol, 1 - pentadecanol, 1 - hexadecanol, 1 -heptadecanol, 1 -octadecanol y cualquiera de estos con ramificaciones en su cadena principal. Además se seleccionan de alcoholes aromáticos, y cualquier antiespumante para sistemas de base acuosa como antiespumantes a base de polisiloxanos, a base de aceite mineral, a base de aceite vegetal, ya base de polímeros, pero no limitado a estos.

vii) Adicionar al menos un reductor a la mezcla de reacción en agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm de la etapa vi) que se encuentra en una concentración molar 0,5 a 3 M Y mantener agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm de la mezcla de reacción por un tiempo entre 1 min y 24 horas de reducción; en donde el reductor se selecciona de entre monohidrato de hidracina y derivados, hidroxilamina y sus derivados, alcoholes monohídricos como metanol, etanol, aldehidos como formaldehido, formiato de amonio, acetaldehído y propanioaldehido o sales de estos, hipofosfitos, sulfitos, tetrahídroboratos, tetraalumínohídruro de litio (LiAIH ₄ ), borohidruro de sodio, polihidroxibenceno como hidroquinona y sus derivados, fenilendiaminas y sus derivados, aminofenoles y sus derivados, ácidos carboxílicos y sus derivados como ácido ascórbico, ácido cítrico, pero no es limitado a estos.

viii) Detener la reacción de la etapa vii) enfriando a una temperatura de reacción de entre 0°C-25°C manteniendo la agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm.

ix) Adicionar al menos un antioxidante pre-disuelto en agua destilada con una concentración molar 0,5 a 3 M en la mezcla de reacción de la etapa viii), en donde el antioxidante sea seleccionado de entre ácidos carboxílicos y sus derivados como ácido ascórbico, ácido cítrico, monohidrato de hidracina y derivados, hidroxilamina y sus derivados, alcoholes monohídricos como metanol, etanol, aldehidos como formaldehido, formato de amonio, acetaldehído y propanioaldehido o sales de estos, hipofosfitos y agentes antioxidantes similares.

x) Adicionar al menos un acomplejante secundario pre-disuelto en agua destilada en una concentración molar 0,1 a 1 ,5 M a la mezcla de reacción de la etapa ix), en donde el acomplejante secundario es seleccionado de entre ácidos carboxílicos y sus derivados, ácidos dicarboxílicos, ácidos carboxílicos insaturados, amoniaco (NH3), hidróxido de amonio, aminas primarias y secundarias. De los ácidos carboxílicos y sus derivados se selecciona del grupo de ácido ascórbico, ácido cítrico, ácidos carboxílicos alifáticos y aromáticos, como ácido benzoico, ácido fenilacético pero no es limitado a estos. Además de los siguientes ácidos dicarboxílicos: ácido etanodioico, ácido propanodioico, ácido butanodioico, ácido pentanodioico, ácido hexanodioico, ácido heptanodioico, ácido octanodioico, ácido nonadioico, ácido decadioico, ácido butenodioico, ácido ftálico, ácido 2,4-difenilciclobutan-1 ,3- dicarboxílico, ácido 3,4-difenilciclobutan-1 ,2-dicarboxílico, pero no es limitado a estos. Así también el acomplejante secundario se puede seleccionar de ácidos carboxílicos insaturados: acrílico, crotónico, isocrotónico, sórbico, palmitoleico, sapiénico, oleico, eláidico, vaccénico, linoleico, linoeláidico, ácido cítrico, ácido tartárico, ácido cinámico, sin limitar a estos. Asimismo, las aminas primarias y secundarias se seleccionan de: isopropilamina, butilamina, pentilamina, hexilamina, heptilamina, octilamina, , pero no es limitado a estos.

xi) Madurar la mezcla de la etapa x) por un tiempo de 1 min a 15 días, a una temperatura de 10°C a 70°C con y/o sin agitación en el rango de entre 5 a 10.000 rpm.

xii) Lavar las nanopartículas por centrifugación y/o diálisis con al menos un solvente seleccionado de entre agua, preferiblemente desionizada, solventes monopróticos como metanol, etanol, isopropanol, acetona, o una mezcla de estos, pero no es limitado a estos.

Finalmente, de manera alternativa es posible adicionar un polímero secundario o una molécula modificante en cualquiera de las etapas i), iii), iv), v), vi), vii), x), xi) y xii), en donde el polímero secundario es seleccionado del grupo de polímeros tales como poli(vinilpirrolidona) (PVP), polivinil alcohol, policarbonatos, polifenoles, polietilenoglicol y polioles tales como etilenglicol, dietilenglicol, tri-etilenglicol, propilenglicoles, alquildioles como butanodioles, dipropilenglicol y polietilenglicoles, quitosano y sus derivados, poliácidos y derivados de estos, mercaptoalcanoatos, y ácidos oxibenzoico; en donde los poliácidos incluyen uno o más de los seleccionados del grupo de ácido poli(acrílico), acido poli(maleico), poli(metil metacrilato), poli(ácido acrílico - co - ácido metacrilico), poli(ácido maleico-co-ácido acrílico), and poli(acrilamida - ácido coacrílico), acetatos de celulosa, polivinilacetatos, polisulfonas, polifenilsulfonas, polietersulfonas, policetonas, polietercetonas, poliésteres y sus derivados, incluyendo uno o más de los seleccionados del grupo de sales de amonio, sódico o potásico de los poliácidos, polímeros inorgánicos tipo fosfacenos y en donde una molécula modificante es seleccionada del grupo de moléculas alifáticas y/o aromáticas, con 2 o más átomos de carbono, que puede incluir átomos de oxígeno, nitrógeno, azufre, fosforo o mezcla de ellos, con uno o más grupos funcionales, que además pueden ser complejos organometálicos, clústers o mezcla de átomos, grupos funcionales homo- y heteronucleares, y moléculas con propiedades químicas y física definidas, sin limitar a estos.

Con este método se obtienen nanopartículas esféricas de tamaños entre los 10 nm y los 200 nm, en donde el tamaño de las nanopartículas puede ser regulado variando la relación molar entre la sal de cobre y el estabilizante polimérico. Además, muestran un espectro UV-Vis con un plasmón que se mueve desde los 579 nm a los 595 nm.

Con estas nanopartículas obtenidas a partir del método descrito anteriormente, se prepararon membranas poliméricas, en una matriz a base de quitosano y otra depolimetilmetaacrilato (PMMA) por el método de gel-casting con contenidos de nanopartículas de hasta un 15%, en base a la matriz.

El presente método de obtención da como resultado nanopartículas de cobre con una maduración a morfologías no esféricas de las NPs de cobre que presentan variaciones en la interacción con la luz, tanto en la transmitancia como en la reflectancia de la misma.

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

EJEMPLO 1 . Ejemplo de obtención de nanopartículas de cobre de tamaño 40 nm.

Se mezclan dos soluciones preparadas previamente: una por la disolución de 0,9983 g de la sal de cobre (CH3C00)2Cu en 20 mL de agua destilada y la otra por la disolución de 5,550 g de PVP (40 kDa) como estabilizante polimérico en 20 mL de agua destilada, por 30 min con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan a la mezcla 3,0 mL de NH ₃ - Se agita la mezcla por 30 mino Se adicionan 0,050 g de NaOH a la mezcla anterior, para ajusfar el pH a un valor mayor a 10,5. Se adicionan 0,01 mL del antiespumante 1 - octanol, a la mezcla de reacción, y se calienta la mezcla de reacción a 95°C con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Cuando se alcanza la temperatura, se adicionan 0,8495 mL de monohidrato de hidracina y se deja reaccionar la mezcla por 60 min con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Al finalizar ese tiempo se detiene la reacción enfriando a 25°C de temperatura pero con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm.

Luego, se adicionan 0,8806 g de ácido ascórbico pre-disuelto en 5 mL de agua destilada junto con 1 ,4705 g de citrato de sodio pre-disuelto en 5 mL de agua destilada.

La mezcla se deja madurar por 2 horas a temperatura de 25°C con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm y luego se deja madurar 1 día a una temperatura de 60°C sin agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Las nanopartículas obtenidas ser lavan con etanol por diálisis.

En las figuras 2, 3, y 4, se muestran los resultados de los análisis de caracterización de las nanopartículas.

En la figura 2 se presenta la Distribución de tamaño (por número, según análisis DLS) de las nanopartículas de cobre metálico. Se presenta una distribución homogénea de nanopartículas de 40nm.

Los Espectro UV-Vis (Figura 3) mostraron un máximo de absorción por Plasmón de resonancia entre 573nm y 578nm indicando un tamaño nanométrico y que fue confirmado por TEM. La Figura 4, muestra que el estabilizante residual en las nanopartículas después de limpiarlas no es superior al 6%.

EJEMPLO 2.

Ejemplo de obtención de nanopartículas de cobre de tamaño 60 nm.

Se mezclan dos soluciones preparadas previamente: una por disolución de 4,9913 g de (CH ₃ COO) ₂ Cu en 100 mL de agua destilada y la otra por disolución de 13,8750 g de PVP (140 kD) en 100 mL de agua destilada; con 30 min de agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan a la mezcla 14,95 mL de NH ₃ como acomplejante. Se agita la mezcla por 30 mino Se adicionan 10 mL de NaOH 5M a la mezcla anterior, para ajustar el pH a un valor mayor a 10,5. Se adicionan 0,1 mL del antiespumante (1 -octanol) a la mezcla de reacción, y se calienta la mezcla de reacción a 85°e con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Al alcanzar la temperatura se adicionan 4,2473 mL de monohidrato de hidracina y se deja reaccionar la mezcla por 60 min con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Al cabo de este tiempo se detiene la reacción enfriando a 21 °C de temperatura pero con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan 4,4030 g de ácido ascórbico pre-disuelto en 12,5 mL de agua destilada junto con 7,3525 g de citrato de sodio pre-disuelto en 12,5 mL de agua destilada.

La mezcla se deja madurar de 2 horas a temperatura de 25°C con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm y luego se deja madurar 2 días a temperatura de 25°C sin agitación, en el rango de 5 a 10000 rpm Las nanopartículas así obtenidas ser lavan por diálisis con agua desionizada.

En la figura 5 se muestran los espectro UV-Vis de una muestra de este ejemplo después de sintetizado (24 horas) en comparación con aquel obtenido para las nanopartículas después de lavarlas a los 3 días. El plasmó n se mueve desde los 579 nm a los 595 nm evidenciando que no existe un crecimiento desmedido de las nanopartículas.

EJEMPLO 3

Ejemplo de obtención de nanopartículas de cobre de tamaño 100nm, en donde se muestran las propiedades ópticas de las mismas.

Se mezclan dos soluciones preparadas previamente: una por disolución de 4,9913 g de (CH ₃ COO) ₂ Cu en 100 mL de agua destilada y la otra por disolución de 13,8750 g de PVP (140 kD) en 100 mL de agua destilada; con 30 min de agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan a la mezcla 14,95 mL de NH ₃ como acomplejante. Se agita la mezcla por 30 mino Se adicionan 10 mL de NaOH 5M a la mezcla anterior, para ajustar el pH a un valor mayor a 10,5. Se adicionan 0,1 mL del antiespumante (1 -octanol) a la mezcla de reacción, y se calienta la mezcla de reacción a 80°C con agitación en el rango de 5 a 10.000 rpm. Al alcanzar la temperatura se adicionan 4,2473 mL de monohidrato de hidracina y se deja reaccionar la mezcla por 60 min con agitación en el rango de 5 a 10.000 rpm. Al cabo de este tiempo se detiene la reacción enfriando a 20°C de temperatura pero con agitación en el rango de 5 a 10.000 rpm. Se adicionan 4,4030 g de ácido ascórbico pre-disuelto en 12,5 mL de agua destilada junto con 7,3525 g de citrato de sodio pre-disuelto en 12,5 mL de agua destilada.

La mezcla se deja madurar de 2 horas a temperatura de 25°C con agitación en el rango de 5 a 10.000 rpm y luego se deja madurar 15 días a temperatura de 25°C sin agitación en el rango de 5 a 10.000 rpm. Las nanopartículas así obtenidas se lavan por diálisis con agua desionizada.

En la figura 6, se muestran los Espectros UV-Vis de una muestra de nanopartículas a diferentes estadios de maduración y/o crecimiento. En la primera fase de crecimiento, se presenta un Plasmón de resonancia a 580nm, en la segunda fase un segundo plasmón aparece cerca de los 700nm cuando se inicia el crecimiento anisotropico. La tercera fase muestra claramente la presencia de los dos plasmones con igual intensidad, posterior a esto, la maduración finalmente hace que el segundo plasmón aumente su intensidad haciendo que el espectro cambie la forma

EJEMPLO 4

Ejemplo de nanopartículas de cobre de un tamaño de150nm con propiedades ópticas.

Se mezclan dos soluciones preparadas previamente: una por disolución de 9,9825 g de (CH ₃ COO) ₂ Cu en 200 mL de agua destilada y la otra por disolución de 55,5000 g de PVP (140 kD) en 200 mL de agua destilada; con 30 min de agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan a la mezcla 30 mL de NH ₃ como acomplejante. Se agita la mezcla por 30 mino Se adicionan 20 mL de NaOH 5M a la mezcla anterior, para ajustar el pH a un valor mayor a 10,5. Se adicionan 0,3 mL del antiespumante (1 -octanol) a la mezcla de reacción, y se calienta la mezcla de reacción a 70cC con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Al alcanzar la temperatura se adicionan 4,2473 mL de monohidrato de hidracina y se deja reaccionar la mezcla por 60 min con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Al cabo de este tiempo se detiene la reacción enfriando a 18°C de temperatura pero con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Se adicionan 8,8060 g de ácido ascórbico pre-disuelto en 50,0 mL de agua destilada junto con 14,7050 g de citrato de sodio pre-disuelto en 50,0 mL de agua destilada. La mezcla se deja madurar de 24 horas a temperatura de 60°C con agitación en el rango de 5 a 10000 rpm y luego se deja madurar 15 días a temperatura de 25°C sin agitación en el rango de 5 a 10000 rpm. Las nanopartículas así obtenidas ser lavan por diálisis.

Con las nanopartículas obtenidas en el ejemplo 4, se procede a preparar dos membranas poliméricas, una a matriz base de quitosano y otra a base de polimetilmetaacrilato (PMMA) por el método de gel-casting con contenidos de nanopartículas de hasta un 15% de la matriz base. Las membranas mostraron un color diferente al ser observadas con diferentes ángulos de iluminación. Para evaluar este efecto se midió el espectro de absorción de luz UV-visible por dos métodos, uno mediante la medición con reflectancia difusa (luz reflejada) y otro de absorción (luz transmitida).

En la figura 7 se muestran los resultados de este análisis de las propiedades ópticas de las nanopartículas debidas al crecimiento anisotrópico. El trazo continuo con cuadrados es el espectro tomado por reflectancia difusa y el trazo discontinuo con círculos es el espectro tomado por transmisión (espectro de absorción). El cambio en el perfil indica que existen diferencias en la forma en que interactúan las nanopartículas con la luz (forma trasmitida y/o reflejada). Este tipo de comportamiento de las nanopartículas frente a la luz, es obtenible únicamente por el método de la invención, junto a la elevada estabilidad y la producción en medio acuoso y con atmosfera abierta constituye grandes ventajas frente a los demás métodos conocidos en el estado del arte para la aplicación de las nanopartículas de cobre en el cableado, encapsulamiento, y conexiones eléctricas en electrónica y microelectrónica; conductores transparentes de alto rendimiento para pantallas táctiles, sensores capacitivos, blindajes contra interferencia electromagnética y uso de NPs o compositos de las mismas como bactericidas para protección ambiental, textiles y vestuario, alimentos, o la manufactura de electrodomésticos con recubrimiento a base de ese tipo de materiales