Síntesis, caracterización y modificación química superficial de nanopartículas magnéticas de óxidos de hierro. Obtención de nanomateriales magnéticos híbridos

Resumen

En el presente trabajo de tesis doctoral, se presentan dos metodologías diferentes desíntesis y caracterización de nanopartículas magnéticas (MNPs) de magnetita (Fe3O4) y sumodificación química superficial para la obtención de distintos productos con diferentespropiedades de aplicación.Por un lado, se presenta la modificación de MNPs con Pd en vías de obtener nanocatalizadorestipo “core-shell” superparamagnéticos reutilizables. Se caracterizaron las partículas exhaustivamentemediante numerosas metodologías. Se investigó el rol del estabilizante de las nanopartículassuperparamagnéticas (SPNPs) en la síntesis de las mismas, y la posibilidad de realizar intercambiosde ligando posterior a la síntesis. Se evaluó la efectividad catalítica de los nanocatalizadoresobtenidos en reacciones de acoplamiento para la formación de enlaces C-C de Suzuki - Miyaura,Heck - Mizoroki y Sonogashira - Hagihara, y su posibilidad de ser reciclados. Los nanocatalizadoresaquí desarrollados mostraron una buena actividad en las tres reacciones antes mencionadas, con laposibilidad de ser recuperados y reutilizados hasta cuatro veces para reacciones de Heck - Mizoroki ycinco veces en el caso de reacciones de Suzuki - Miyaura. Los rendimientos obtenidos en reaccionesde Sonogashira - Hagihara fueron de alrededor de un 40%, pero con una gran ventaja de nonecesitar el empleo de un co-catalizador de Cu.Por el otro lado, se informa la modificación química superficial de MNPs de ?-Fe2O3(comerciales) y Fe3O4, en un primer paso con agentes de acoplamiento silano, para funcionalizar aconveniencia la superficie de las mismas y en un segundo paso, con polímeros termosensibles con elfin de obtener materiales magnéticos termosensibles con potenciales aplicaciones ennanomedicina. En el caso de las MNPs de ?-Fe2O3, las mismas fueron modificadas con poli(Nisopropilacrilamida)(PNIPAm) para la obtención de MNPs termosensibles (tMNPs), las cualesexhibieron una LCST (menor temperatura crítica de transición) de 32,5-33 °C. En el caso de las MNPsde Fe3O4, fueron modificadas con polímeros lineales derivados de poliglicerol monofuncionalizadosen orden de obtener nanopartículas magnéticas termosensibles (tMNPs) y con polímeros del mismotipo bifuncionalizados para la producción de nanogeles termosensibles (tMNGs). Se obtuvierontMNGs de tamaños de 100-200 nm, con una polidispersidad de tamaños aceptable. Todos losproductos fueron caracterizados por técnicas convencionales.Este trabajo implica la creación de una nueva línea de investigación en el grupo de Polímerosde la Facultad de Ciencias Químicas (UNC) y busca sentar las bases de la síntesis, caracterización ymodificación química superficial de MNPs para futuros trabajos en el área.