Espectroscopía Raman y DFT aplicadas al estudio de nanopartículas de plata obtenidas mediante glucosa

ALEJANDRO GONZÁLEZ FÁ; IGNACIO LÓPEZ CORRAL; RICARDO FACCIO; MARÍA SUSANA DI NEZIO; ALFREDO JUAN

San Carlos de Bariloche

Encuentro; XVII Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2017; 2017

Fundación Balseiro

En la actualidad existe un creciente interés en diferentes ámbitos por las nanopartículas metálicas (NPs), debido a sus amplias aplicaciones como agentes catalíticos o antimicrobianos, en fuentes de almacenamiento de energía o para el tratamiento de aguas, entre otros [1]. Debido a ello, ha surgido la necesidad de desarrollar métodos de obtención de NPs que sean sencillos, seguros, económicos y amigables con el ambiente. La síntesis verde, por medio de productos naturales, se presenta como una excelente opción para resolver dicha problemática. Sin embargo, resulta indispensable alcanzar una adecuada comprensión del mecanismo de acción de cada reactivo durante el proceso de síntesis, comoasí también llevar a cabo una correcta caracterización de los productos obtenidos.En un trabajo previo se reportó la síntesis y caracterización de nanopartículas de plata (AgNPs) utilizando miel como agente reductor y estabilizante, lográndose buena monodispersión de formas y tamaños, gran estabilidad y pequeños diámetros [2]. Con el fin de identificar los agentes bloqueantes que impiden la agregación de las AgNPs, en este trabajo se evaluó el rol de la glucosa, uno de los azúcares mayoritarios en la miel, y de su producto de oxidación, el acido glucónico, presente en forma gluconato debido al pH alcalino del medio de síntesis. Para ello se obtuvieron AgNPs utilizando nitrato de plata (AgNO3), glucosa en concentraciones similares a las halladas en miel e hidróxido de sodio. Las nanoestructuras obtenidas se caracterizaron por medio de plasmones de resonancia superficial (SPR), microscopía de transmisión electrónica (TEM) y espectroscopía Raman confocal. La identificación de las moléculas adsorbidas sobre las AgNPs se realizó gracias al fenómeno Surface Enhancement Raman Spectroscopy (SERS), a través de la asignación de los modos normales de vibración y su posterior comparación con los reportados en bibliografía.Finalmente, se llevaron a cabo cálculos a nivel de la teoría del funcional de la densidad (DFT), con el objeto de determinar qué átomos o grupos funcionales se unen preferentemente a las AgNPs. Se ensayaron distintas geometrías, tanto de la glucosa como del gluconato, sobre el adsorbente [3]. Una vez finalizada la optimización geométrica de dichos sistemas, se obtuvieron las frecuencias de vibración teóricas y se contrastaron con los espectros colectados experimentalmente. Los resultados obtenidos muestran una excelente correlación entre los espectros experimentales y los calculados, especialmente en el caso cuando la interacción con las nanopoartículas tiene lugar a través de los grupos carboxílicos y oxhidrilos.