SÍNTESIS DEL ÓXIDO DE COBRE NANOESTRUCTURADO ASISTIDA CON IRRADIACIÓN GAMMA O ULTRASONIDO Y SUS PROPIEDADES ANTIMICROBIANAS

Desde la antigüedad, el cobre se ha usado en la fabricación de recipientes y en la desinfección natural del agua para prevenir la propagación de enfermedades. Posteriormente, los científicos han tratado de aprovechar estas propiedades antimicrobianas para su empleo en medicinas, productos de higiene oral, antisépticos, instrumentos médicos, textiles, etc. Durante muchos años se han estudiado los mecanismos químico-moleculares responsables de los procesos antimicrobianos del cobre, encontrándose que niveles elevados de cobre dentro de la célula producen estrés oxidativo y la generación de peróxido de hidrógeno, bajo estas condiciones, el cobre participa en la llamada reacción química Fenton, que causa daño oxidante a la célula. De otro lado, el exceso de cobre reduce la integridad de la membrana de los microbios produciendo fuga de nutrientes esenciales como el potasio y glutamato, inhibiendo su crecimiento. Así como el cobre es necesario para muchas funciones de las proteínas, en una situación de exceso, el cobre se liga a las proteínas que no lo requieren para su funcionamiento, lo que lleva a una pérdida de funciones proteicas y/o a un colapso de éstas en proporciones disfuncionales. La impregnación de nanopartículas de óxido de cobre en las fibras textiles hace posible la producción de una nueva generación de textiles antimicrobianos que usan procesos innovativos en la fijación de nanopartículas en las fibras. Estas nanopartículas alteran la superficie de la fibra y le imparten la función antimicrobiana. Las telas fabricadas con estas fibras funcionalizadas pueden usarse para el tratamiento de heridas y aplicaciones médicas en hospitales y otros lugares donde la presencia de bacterias es un peligro.
En la actualidad, el estudio y preparación de nanopartículas metálicas son de mucho interés en investigación y tecnología de materiales, ya que sus propiedades, como la conductividad eléctrica, la dureza, el área superficial activa, la reactividad química y actividad biológica cambian drásticamente.
El efecto bactericida de nanopartículas metálicas (Ag, Cu) y óxidos (ZnO, CuO) se debe en gran parte a su tamaño y a la razón superficie-volumen mayor que las partículas micrométricas tienen. Estas características y el efecto debido al desprendimiento de iones metálicos le permiten interactuar con las membranas de las bacterias. Existen numerosas técnicas para la preparación de nanopartículas de metales, tales como la reducción química, fotoquímica, electroquímica, sonoquímica, radiación ionizante, etc.. Los procesos por radiación ionizante y sonoquímicos son ventajosos porque son procesos simples, limpios y seguros, estos métodos también permiten obtener nanopartículas de forma reproducible, de alta pureza y estabilidad.
Las radiaciones ionizantes, entran en interacción con la materia, colisionando con los átomos que la constituyen, al atravesar su ambiente atómico. Los efectos que se pueden producir son: ionización y la excitación. La ionización, ocurre cuando se rompen enlaces químicos y sacan al electrón de sus “órbitas” quedando libre con carga negativa, de esta forma el átomo queda cargado positivamente y así se forma lo que se llama par iónico; la excitación ocurre cuando un electrón salta de una “órbita” ó nivel de energía a un nivel superior, para después volver a su órbita o nivel inicial , emitiendo energía en el transcurso del proceso en forma de radiación electromagnética, las cuales interaccionan con la materia colisionando con las capas electrónicas de los átomos con los que se cruzan, perdiendo muy lentamente su energía, por lo que pueden atravesar grandes distancias. Su energía es variable, pero en general puede atravesar cientos de metros en el aire.
En el método sonoquímico, las moléculas experimentan una reacción química debido a la cavitación producida por el ultrasonido de gran intensidad (20 kHz-10 MHz). El fenómeno principal en este proceso es la creación, crecimiento y colapso de una burbuja que se forma en el líquido. La etapa que conduce al crecimiento de la burbuja se produce a través de la difusión de vapor de soluto en el volumen de la burbuja. La sonoquímica se utiliza generalmente para sintetizar y producir una capa fina, homogénea y nanoestructurada en la superficie de los materiales cerámicos y poliméricos, las que están ancladas a la superficie mediante enlaces químicos o interacciones físico-químicas con el sustrato.
Fuente: http://guzlop-editoras.com/

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