Sintesis y caracterizacion de mesomateriales : Aplicaciones

Abstract

La investigación y el desarrollo de nuevos materiales basados en polímeros han crecido en los últimos años conforme a la demanda mundial. En particular, la investigación en el campo de los hidrogeles poliméricos se ha incrementado rápidamente en las últimas décadas, debido a la gran variedad de aplicaciones potenciales que poseen estos materiales. Los hidrogeles son altamente hidrofílicos, tienen la capacidad de poder absorber más de 1000 veces su peso en agua y han sido ampliamente estudiados en diversas áreas tales como la química, biología, medicina, ingeniería de tejidos, etc Para ampliar la capacidad de aplicación de estos materiales es necesario entender tanto su comportamiento fisicoquímico como mecánico En esta tesis se discuten diferentes métodos de síntesis para obtener hidrogeles no porosos, mesoporosos y macroporosos, materiales nanocompuestos y se demuestran sus posibles aplicaciones en diferentes áreas según las características fisicoquímicas, mecánicas y biocompatibilidad de los materiales obtenidos Se estudiaron principalmente métodos de síntesis de hidrogeles (HG) termosensibles y cómo modificar su respuesta frente a una variación en la temperatura a través de la copolimerización. Se estudiaron estos materiales como sistemas de liberación controlada de drogas Se describen diferentes métodos de síntesis de nanocompuestos basados en una matriz de hidrogel y utilizando como nanomateriales de relleno nanopartículas (NPs) metálicas de Ag, Au y Fe2O3 (por adsorción o síntesis in-situ de nanoparticulas en la matriz), nanoláminas de óxido de grafeno (por incorporación previa a la síntesis de la matriz) y un polímero conductor como la polianilina (PANI) por polimerización in-situ en la matriz En el caso de los nanocompuestos de hidrogel-nanopartículas de Ag se probó su uso en el desarrollo de superficies antibacterianas y en el de los nanocompuestos de hidrogel-nanopartículas de Fe2O3 se propone su utilización en sistemas de potabilización de agua. La formación del nanocompuesto de hidrogel-óxido de grafeno generó un material con una rigidez mayor que la del hidrogel solo. La síntesis del nanocompuesto de HG-PANI dio como resultado un novedoso material sensible no solo a la temperatura sino también a la radiación de baja energía: microondas o IR. La aplicación de microondas sobre este material produce un calentamiento local del hidrogel, induciendo la transición de fase del mismo y liberando así la solución contenida en la matriz del hidrogel. Se utilizó este material en la fabricación de un sensor eléctrico de fuerza / presión o una llave eléctrica accionada por microondas Por último se estudió la biocompatibilidad de algunos de los materiales obtenidos para poder ser utilizados como superficies para crecimiento celular