Nuevas nanoestructuras plasmónicas de oro y oro-plataEstudio de sus propiedades catalíticas, fotocatalíticas y fototérmicas

Resumen

El presente trabajo está dedicado a la síntesis, caracterización, estudio de propiedades y posibles aplicaciones de diferentes nanoestructuras plasmónicas monometálicas de oro y bimetálicas de oro y plata, formadas a partir de la descomposición de compuestos organometálicos. El control sobre este proceso es indispensable para modular su forma, tamaño y composición, características directamente relacionadas con sus propiedades, lo que nos permitirá modificarlas de manera dirigida. Por otro lado, el empleo de un agente director de forma será determinante en la formación de las nanoestructuras, delimitando su crecimiento o favoreciendo su organización. Así, esta memoria se estructura en tres capítulos: El primero se centra en el autoensamblaje de nanopartículas esféricas de oro de pequeño tamaño para formar unas nuevas nanoestructuras más complejas denominadas coloidosomas. Debido a su interesante morfología, estas especies presentan una intensa y amplia absorción en la región del visible, lo que les va a permitir aprovechar gran parte de esta radiación para generar calor, aumentando considerablemente su temperatura. Además, el medio en el que se encuentren será crítico a la hora de favorecer procesos de agregación/desagregación de las nanopartículas de menor tamaño, lo que modificará drásticamente sus propiedades plasmónicas. En el segundo capítulo se detalla la formación controlada de nanobarras bimetálicas de oro y plata cuyas dimensiones se pueden modular a través de la estequiometría entre el precursor organometálico y un agente director de forma (ácido oleico). Estos materiales presentan una intensa absorción de radiación en la región del infrarrojo cercano debido a su resonancia de plasmón superficial longitudinal, lo que les va a permitir presentar una alta conversión de luz en energía térmica tanto en estado sólido como en disolución. Además, presentan un gran potencial en reacciones de reducción, lo que las convierte en materiales idóneos para aplicaciones de terapia fototérmica o en fotocatálisis. Por último, el tercer capítulo está dedicado a la síntesis de nuevos materiales híbridos a través a la deposición de las nanoestructuras descritas en los dos primeros capítulos sobre diferentes sustratos como son el nitruro de carbono grafítico, nanopartículas de sílice o nanocubos de azul de Prusia. La combinación con estos diferentes materiales permitirá ampliar y potenciar las propiedades de las nanoestructuras empleadas, pudiendo incluso generar un efecto sinérgico entre ambos. Al igual que las especies aisladas, los nuevos nanomateriales híbridos muestran un fuerte efecto fototérmico y la capacidad de catalizar diferentes reacciones de reducción. Además, la combinación con un semiconductor, como es el nitruro de carbono grafítico, va a permitir llevar a cabo y mejorar diferentes reacciones de degradación de contaminantes persistentes en agua.