Abstract: In the present work, silver particles are supported on cotton fibers by reduction method using an aqueous extract of Capsicum annumm L. at relative high temperature. The materials were evaluated by electron scanning microscopy( SEM), tensile test by a texture analyzer equipment, optical microscopy, and atomic absorption spectroscopy( AA). The silver composites analyzed by scanning electron microscopy where the particles are supported in short time on cotton fibers. The elasticity was evaluated in a tensile essay and the silver composite have a change in a long time of reaction, until 10 % of elasticity in average in silver composites. The composites were analyzed by optical microscopy and showed color according with the synthesis conditions, the composite has a yellow dyeing. Silver composites were analyzed by atomic absorption for quantifying silver element in the material and metal concentration increase after 8 h of reaction, in most of the cases. Therefore, these results should help to comprehend the role of the supporting of metals on textiles and consequences on their mechanical properties for future industrial purposes.
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Keywords: Composite, cotton and silver.
Introducción
La plata ha ganado gran interés en la actualidad gracias a que se le ha logrado reducir a niveles micro, submicro y hasta nanométrico, lo cual muestra ciertas propiedades que ha nivel macro no se le ven reflejadas, como los cambios de tonalidades que sufren, las fuertes propiedades antimicrobianas que poseen y el cambio que genera en algunos soportes respecto a su elasticidad, tema que ha tomado gran interés hoy en día. Gracias a las diferentes investigaciones realizadas en este campo, se conocen diversos métodos físicos y químicos que son utilizados para llevar a cabo la reducción del nitrato de plata, precursor de las partículas mencionadas en el presente trabajo, siendo muchos de ellos de muy alto costo( físicos) o algunos otros involucran agentes reductores sintéticos( químicos), como NaBH 4 o citrato de sodio, por mencionar algunos, además de que se utilizan estabilizantes dentro de estas reacciones, como por ejemplo PVP( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005). Dado que en los métodos químicos la mayoría de los reactivos utilizados son nocivos para el humano y el ambiente; se han buscado técnicas que incluyan el uso de compuestos con origen biológico para que sean más eco-amigables, esto se da en algo que conocemos como biosíntesis( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005). Un material compuesto a microescala es definido como un material que tiene una estructura donde al menos una de sus fases tiene una o más dimensiones de esta magnitud, como es la longitud, anchura o grosor. Tales materiales incluyen materiales policristalinos con cristales de tamaño micrométrico; los materiales micrómetros, granulares o materiales porosos con tamaños de grano en el intervalo de micrómetros o de tamaño nanométrico pueden estar dispersos dentro de una matriz porosa, partículas o nanopartículas metálicas soportadas( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005).
En la actualidad, las partículas con alta área superficial pueden ser soportadas sobre los diferentes materiales, estos soportes se utilizan ampliamente como catalizadores para transformaciones químicas. La superficie de las partículas juega un papel importante en sus propiedades catalíticas; los átomos de la superficie son químicamente más activos en comparación con los de mayor tamaño, ya que por lo general tienen un menor número de átomos adyacentes y sitios insaturados o más enlaces colgantes( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005).
Cuanto menor sea el cristal, mayor es la contribución de la energía superficial a la energía general del sistema, los soportes de área de superficie elevada son candidatos ideales para la dispersión de partículas metálicas de valencia cero para crear un material catalítico con una excepcional y alta actividad catalítica. La investigación de estos materiales ha recibido mucho interés debido a que hay varias formas de sintetizar partículas soportadas, como lo son la impregnación, la deposición-precipitación, co-precipitación, la reducción sonoquímica, impregnación química de vapor, sol-gel y microemulsión usando agentes estabilizantes orgánicos( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005).
Sobre cualquiera de las partículas se puede llegar a controlar las dimensiones, incluyendo el tamaño de partícula y la distribución o concentración de metales en los materiales compuestos, aunque sigue siendo el principal problema de estos métodos, como por ejemplo, los métodos tradicionales de impregnación, deposición-precipitación y co-precipitación son métodos que utilizan soluciones líquidas en el medio de procesamiento, lo cual no solo podría causar aglomeración de las partículas, sino también el colapso de los soportes frágiles debido a la alta superficie de tensión de las soluciones líquidas( Zhang, Kang, Saquing, Aindow y Erkey, 2005). El uso de entornos porosos con tamaños de poro definidos son utilizados como soportes para algunos tipos de partículas, esto nos permite la generación de sitios de adsorción específicos, creando una partición entre el exterior y la estructura interior de los poros.
También, tiene la ventaja adicional de la inhibición de crecimiento de las partículas a un tamaño en particular, así como la reducción de la agregación de partículas( White, Luque, Budarin, Clarka y Macquarrie, 2009). El algodón es una fibra natural que consiste en celulosa como una unidad de repetición, los textiles de algodón se han vuelto populares porque son muy cómodos y absorben el sudor, desafortunadamente proporcionan un excelente ambiente para que los microorganismos crezcan dentro de la humedad que llegan a retener; por lo tanto, han surgido actualmente numerosos productos químicos se han usado para la mejora de la actividad antimicrobiana en los textiles de algodón, entre los que encontramos a la plata, que ha sido ampliamente utilizada en diversos campos por sus efectos biocidas fuertes, que por diversas investigaciones se sabe que es eficaz contra casi 650 tipos de bacterias.
Esta propiedad, en las últimas décadas, ha tenido un mayor interés pues es considerado como un buen agente antibacteriano, no tóxico y capaz de esterilizar distintos tipos de fibras textiles( Nelson, Marcato, De Souza, Álvez y Esposito, 2007; Chen y Chiang, 2008; Pevelshtein, Applerot, Perkas, Guilbert, Mikhaibu y Gendanken, 2008).
La plata ha tenido un gran auge gracias a distintas síntesis a las que ha sido sometida para la formación de partículas, como por ejemplo el tratamiento de iones con extracto de Capsicum annumm L., el cual se trata de una biosíntesis; este proceso se realiza de manera rápida, ya que las proteínas contenidas en el Capsicum annumm L. tienen grupos amina que juegan un papel muy importante, pues son los encargados de reducir y controlar la formación de las partículas, además de que controla su estructura y el aumento de tamaño de las mismas; las proteínas cambian su estructura después de la reacción de reducción, ya que no podemos dejar de lado que el Capsicum annumm L. contiene también polisacáridos, aminoácidos, vitaminas, etc. que tienen igual importancia que las proteínas dentro de este proceso. La estructura de las partículas sintetizadas por este método puede ser tanto policristalina como monocristalina, dependiendo del tiempo que duren las reacciones que solo pueden darse con este biorreductor( Shikuo, Yuhua, Anjian, Xuerong, Lingsuang, Li y Qingfeng, 2007).
Revista Científica 41