En la busqueda de sistemas supramoleculares compatibles con el ambiente : Aplicaciones

Abstract

Las Micelas Inversas (MIs) acuosas son agregados de surfactantes, dotados de orden estructural, dispersos en un medio orgánico no polar y en cuyo interior se puede encapsular agua u otros solventes polares. La combinación de surfactantes de distinta naturaleza para formar agregados mixtos, impacta en procesos tales como el autoensamblado y afecta varias de sus propiedades. En conjunción con los principios fundamentales que prioriza la química verde, una de las metas primordiales es reemplazar los solventes orgánicos tradicionales utilizados en la conformación de tales agregados por solventes amigables al ambiente o biocompatibles. En este sentido, el objetivo de la presente tesis es investigar la posible formación de MIs, puras y mixtas, en solventes alternativos como miristato de isopropilo (MIP) y laurato de metilo (LM), utilizando los surfactantes aniónico 1,4-bis (2-etilhexil) sulfosuccinato de sodio (AOT) y no iónico óxido de n-trioctil fosfina (TOPO) Inicialmente, se caracterizaron los sistemas conformados por el surfactante TOPO y su mezcla con AOT disueltos en n-heptano (Hp), con la intención de establecer futuras comparaciones con los sistemas biocompatibles. Los resultados, obtenidos mediante técnicas no invasivas de dispersión dinámica de luz, espectroscopia FT-IR y 31P NMR, manifiestan la formación de agregados mixtos con menor tamaño en comparación con MIs puras de agua/AOT/Hp, el cambio en la composición interfacial mixta dependiendo del contenido acuoso, la manifestación de un efecto complejante a nivel interfacial por parte de TOPO y la modificación en la naturaleza del agua confinada, especialmente por la presencia de agua "libre" a bajos contenidos acuosos. El estudio solvatocrómico de la molécula prueba (MP) betaína 1 -metil-8-oxiquinolinio (QB), demuestra la disminución en la micropolaridad interfacial y en las interacciones específicas por puente de hidrógeno entre el solvente polar y la interfaz mixta, en concordancia con lo explorado con las técnicas no invasivas. El cambio en la fase dispersante, evidenció que las mezclas de surfactantes tienen la capacidad de disolver cantidades variables de agua, siendo generalmente mayores en comparación a lo logrado mediante las mezclas disueltas en Hp Los estudios realizados por dispersión de rayos-X a bajo ángulo, muestran la existencia de agregados puros y mixtos en ambos solventes alternativos, de pequeño tamaño y que experimentan variaciones morfológicas por la incorporación de TOPO. Por otro lado, el estudio solvatocrómico de la molécula 4-arninoftalimida (4-AP) indica que el surfactante TOPO se incorpora gradualmente en la interfaz formada por AOT y permite regular el grado de hidratación de la misma. Los estudios de REES de la MP confirman la formación de los sistemas supramoleculares en ambos solventes, mostrando que el surfactante no jónico dificulta el normal empaquetamiento de las moléculas de AOT e incrementa la fluidez de la interfaz. Además, la microviscosidad de los sistemas mixtos formados en MIP es mayor que en LM debido a la mayor penetración del primero hacia la región interfacial Finalmente, mediante la caracterización fisicoquímica exhaustiva realizada y los conocimientos globales adquiridos, se evaluó el empleo de los agregados puros y mixtos disueltos en MIP en la síntesis de nanopartículas de oro (AuNPs). El aumento de las interacciones intennicelares y la fluidez interfacial debido a la incorporación de TOPO, repercute en el tamaño medio y en la polidispersidad de los nanomateriales sintetizados Así, las AuNPs sintetizadas en Mis mixtas poseen un tamaño medio mayor que aquellas sintetizadas en MIs puras de agua/AOT/MIP, acompañado de un aumento en la distribución de tamaños.