Nuevos dosímetros termoluminiscentes de nanomateriales biocompatibles con gran desempeño a dosis altas: diamante y ópalo

Abstract

Tesis de doctorado en ciencias de los materiales. Recientemente, tanto las nanopartículas de diamante como de polimorfos de sílice han atraído gran atención en la investigación de materiales debido a sus importantes aplicaciones en biomedicina y biotecnología. En este trabajo se reporta, por primera vez, la caracterización termoluminiscente de películas de diamante sintetizadas por la técnica de depósito de vapor químico por inyección de líquido pulsado (PLICVD, por sus siglas en inglés) usando tequila como precursor, y de ópalos nanocristalinos sintetizados por el método de Stöber usando catalizador básico o ácido, tras ser expuestos a irradiación de partículas beta. La caracterización de los materiales se complementó utilizando técnicas de microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés), difracción de rayos X (XRD, por sus siglas en inglés), espectroscopía infrarroja (FTIR, por sus siglas en inglés) y espectroscopía de energía dispersiva (EDS, por sus siglas en inglés). Los resultados obtenidos muestran que las propiedades de termoluminiscencia (TL) de las películas de diamante PLICVD tienen un considerable potencial para uso en dosimetría de radiaciones. La TL integrada exhibe un comportamiento lineal como una función de la dosis de 10 a 12800 Gy, de tal manera que pueden ser usadas en diferentes áreas de dosimetría como radioterapia, industrial, espacial y en alimentos. Por lo tanto, las películas de diamante estudiadas en este proyecto extienden el rango de dosis de aplicación respecto a otros diamantes sintéticos y naturales. Por otro lado, los ópalos nanocristalinos sintetizados con catalizador básico presentan buena reproducibilidad de TL e indican la presencia del fenómeno de luminiscencia persistente (LP). Tal luminiscencia integrada exhibe un comportamiento lineal con respecto a la dosis de 0.25 a 8 Gy. Además, la intensidad de TL, del otro ópalo llamado OSAc, exhibe una respuesta sublineal en todo el rango de dosis estudiado (de 1 a 256 Gy). Más aun, un estudio citotóxico y genotóxico de los ópalos indicó que estas muestras no ocasionan desgaste celular ni daño irreparable al ADN. Por lo tanto, los materiales utilizados muestran ser idóneos para avanzar en las prácticas relacionadas con el uso de radiación, principalmente en los campos de biomedicina para mediciones dosimétricas in situ, in vivo y en tiempo real.