Diseño y caracterización de un sistema de control electrónico para la síntesis de nanoparticulas de plata

Abstract

Este trabajo de investigación busca aportar conocimientos en el proceso de síntesis de nanopartículas de plata (AgNPs) por el método de electrólisis. A través de una metodología, se propone el diseño y fabricación de una tarjeta que controle los parámetros más importantes de la síntesis; tales como, el voltaje aplicado entre electrodos, tiempo de conmutación y tiempo de síntesis; los cuales afectan directamente al tamaño de las nanopartículas. A través de un sistema electrónico, se presenta el desarrollo de varios circuitos para controlar dichos parámetros. Estos últimos han sido identificados como: circuito de potencia, de amplificación y de control; los cuales fueron simulados y después ensamblados en una tarjeta de prueba para verificar el funcionamiento deseado. Posteriormente, se fabricó una tarjeta de circuitos impresos (PCB, por sus siglas en inglés) y se realizó la programación correspondiente de la misma, para después realizar pruebas experimentales al sintetizar AgNPs. Con relación al sistema electrónico, se destaca su simplicidad de funcionamiento, bajo costo en la fabricación, la capacidad de trabajar con diferentes volúmenes de agua destilada y tiempos de conmutación. También se destaca el amplio intervalo de trabajo de 0 a ±30 V, con resolución mínima de 1 V y una corriente máxima de operación de 33 mA, lo cual permite la obtención de diferentes tamaños, dispersión y concentración de nanopartículas de plata. Como resultados generales de la síntesis de nanopartículas de plata, se describen las caracterizaciones de Dispersión Dinámica de Luz (DLS, por sus siglas en inglés), Espectroscopia UV-Vis y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM, por sus siglas en inglés), mediante las cuales se comprueba la obtención de partículas de Ag con tamaños inferiores a los 15 nm de diámetro. Con lo anterior se determinó que las mejores condiciones para la síntesis, fue con los parámetros de 30 V y 80 °C, con los cuales se obtiene una muestra más limpia, en términos de contaminación de óxido de plata, y una disminución considerable en el tiempo de síntesis.