Las nanopartículas pueden ser preparadas mediante diversas técnicas, tanto físicas, químicas y biológicas. Existen muchos métodos de preparación coloidal de nanopartículas para obtener partículas metálicas a escala nanométrica, como la reducción directa en solución acuosa, o las reacciones de transferencia de fase. (Belmares et. al., 2013). En la generación de nanomateriales se pueden distinguir dos estrategias (ver figura 1):

• Las técnicas top-down (de arriba hacia abajo): consisten en la descomposición de grandes piezas de material para generar a partir de ellas las nanoestructuras requeridas. Subdivisión mecánica.
• Las técnicas bottom-uno (de abajo hacia arriba) que consiste en el ensamble de átomos y moléculas individuales para dar nanoestructuras de mayor tamaño. Método químico.

Figura 1. Técnicas de generación de nanomateriales. [Tomado de: http://ri.ibero.mx:8080/viewer/?code=015743].

La caracterización de las propiedades físicas de las nanopartículas requiere: métodos que posibiliten su fabricación y métodos experimentales de caracterización estructural. Los métodos de fabricación pueden clasificarse como físicos o químicos. Los procesos de molienda mecánica de partículas a nivel micrométrico o la pulverización catódica constituyen ejemplos característicos de los métodos físicos. En la síntesis de abajo hacia arriba, los conglomerados o bloques de construcción nanoestructurados de las nanopartículas se forman primero y luego se ensamblan para producir la partícula final. La síntesis ascendente se basa principalmente en métodos de producción químicos y biológicos. Los métodos biológicos de síntesis se basan en microorganismos y han sido ampliamente reportados. La síntesis de nanopartículas usando extractos de plantas también se ha sido ampliamente estudiada y presenta ventajas económicas frente a otros métodos (Mittal y col., 2013). Metodologías verdes en la síntesis de nanopartículas La definición principal de la química verde es el desarrollo e innovación de métodos químicos que ayudan a eliminar y/o reducir compuestos tóxicos, energía, costos, catalizadores y residuos químicos en destinos protegidos como agua, aire, suelo, etc., para favorecer el medio ambiente. Su función principal es proporcionar herramientas que puedan implementar tecnologías simples y económicas y que puedan verificar que estas tecnologías sean sostenibles para proteger el medio ambiente (Vera y col., 2017). Las nanopartículas tienen gran importancia en el desarrollo de tecnologías futuras sostenibles para los humanos y el medio ambiente. En la actualidad se están usando métodos biológicos de síntesis de nanoparticulas como alternativa a los métodos clásicos debido a las enormes ventajas que ofrecen. La tecnoacademia regional valle no es ajena a estas nuevas tendencias de nanofabricacion, debido a esto se planteó un proyecto el cual se usó Aloe vera como reductor orgánico, debido a su alto contenido de ácido ascórbico, en lugar de reductores químicos contaminantes, comprobando así los beneficios de la síntesis verde. El precursor utilizado fue TiCl4 en tres concentraciones de 0.5N, 1.0N y 1.5N con el fin de estudiar su influencia en la síntesis del material nanoparticulado. Junto a los aprendices del curso de investigación de la línea de nanotecnología se realizó el proceso de síntesis y estudios de las muestras de TiO2 fabricadas utilizando técnicas de caracterización de última generación tales como: Espectroscopía Raman, UV-Vis, Microscopia de Fuerza Atómica-AFM, Microscopía Electrónica de Barrido-SEM y granulometría laser. Los estudios mediante espectrometría Raman (Figura 2), muestran las bandas de vibración características de los enlaces Ti-O-Ti y Ti-O propios de la fase Anatasa del TiO2.

Figura 2. Espectros Raman de muestras de TiO2

Mediante microscopia de fuerza atómica AFM, microscopia electrónica de barrido SEM y granulometría laser, se logró estudiar la morfología y tamaño de las partículas de TiO2, encontrando conglomerados formados por partículas de tamaño nanométrico de hasta 190 nm. En la figura 3a. se puede observar una micrografía de AFM de nanopartículas de TiO2 donde se evidencian conglomerados formados por partículas de tamaño nanométrico. En la Figura 4 se observan imágenes de microscopia electrónica de barrido de nanopartículas de TiO2, donde se puede apreciar su morfología. Por medio de granulometría laser se logró determinar el tamaño promedio de las partículas encontrándose tamaños de hasta 190 nm. Los resultados mostraron que la síntesis verde es una alternativa viable y amigable con el ambiente para la fabricación de nanopartículas, frente a los procesos convencionales de síntesis química. Referencias

Belmares, S., Torres, E., Coparán J., L., Arriaga, J. y Elizondo, N. (2013). Síntesis y caracterización de nanopartículas de oro, plata y fierro por el método de fisicoquímica verde (Tesis de grado). Universidad Autónoma de Nuevo León, Nuevo León, México. 

Mittal, A. K., Chisti, Y., & Banerjee, U. C. (2013). Synthesis of metallic nanoparticles using plant extracts. Biotechnology advances, 31(2): 346-356. 

Vera, G. P., Farías, C. L., & Castañeda, F. A. (2017). Síntesis de Nanopartículas Metálicas por Rutas Verdes. Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila (Journal of BioProcess and Chemical Technology), 9(18): 16-20. 

Leonid Ipaz Facilitadora línea de Nanotecnología