Diseño nanoestructurado de maniquíes ópticos para estudio de esparcimiento en tejidos biológicos

Abstract

En este trabajo de tesis se propone usar el crecimiento controlado del diámetro de nanoesferas de dióxido de silicio para desarrollar precursores de maniquíes que simulen al tejido biológico. Por medio del método de Stöber se obtuvieron nanopartículas esféricas de dióxido de silicio (SiO2) de forma controlada, a partir de la suspensión compuesta por agua (H2O), etanol (CH3CH2OH), TEOS (Si(OC2H5)4) e hidróxido de amonio (NH4OH). El método de Stöber señala que el precursor TEOS y el catalizador (hidróxido de amonio) se mantienen constantes, mientras que la proporción de agua (H2O) y etanol (CH3CH2OH) varía según el diámetro que se pretende obtener; esta proporción es fundamental para controlar el crecimiento del diámetro en la nanoesfera. Para analizar los resultados de cada muestra se midieron los diámetros de las nanopartículas esféricas de SiO2 por dispersión dinámica de luz. Posteriormente también se midieron los diámetros de las nanopartículas por microscopía electrónica de barrido, donde se aprecian indicios de nanopartículas esféricas. En base a estos resultados, se encontró que las nanoesferas de mayor diámetro están en las muestras que contienen una concentración de 4 a 8% de agua y fuera de este intervalo los diámetros de las nanoesferas disminuyen; la importancia de la disminución o el aumento del diámetro radica en su comparación con lo predicho para el esparcimiento a partir de la teoría de Mie, que analíticamente predice el comportamiento de las propiedades de absorción y esparcimiento para una esfera dieléctrica de acuerdo con las ecuaciones de Maxwell. A través de la teoría de difusión se obtuvieron coeficientes de esparcimiento similares a los reportados en la literatura para tejido biológico. En esta tesis se propone diseñar maniquíes ópticos que sean reproducibles hechos de SiO2; a partir de reactivos que se encuentran usualmente en cualquier laboratorio de investigación en materiales.