Funcionalización de nanopartículas magnéticas con extractos de plantas

Jorge L. López¹, Carromberth C. Fernandes¹, Marcondes A. Lima¹, Roberto Paniago², y José H. Dias Filho³

¹Universidade Federal do Acre, ² Universidade Federal de Minas Gerais, ³Universidade Estadual de Montes Claros,  Brasil

Últimamente existe un avance en la aplicación de nanopartículas magnéticas utilizadas para el transporte de medicamentos y otras substancias químicas obtenidos de plantas naturales para su aplicación en la biología o medicina como bactericidas insecticidas o fungicidas [1]. Debido a esta importancia, nosotros sintetizamos nanopartículas magnéticas de magnetita (Fe₃O₄) a temperatura ambiente por el método de coprecipitación química y usando el aceite de Mauritia flexuosa L. como surfactante. Las partículas surfactadas fueron funcionalizadas con extractos hidroalcohólicos obtenidos de las plantas Calycophyllum spruceanum y Azadirachta indica. La síntesis de las nanoparticulas fue realizada mezclando soluciones acuosas de FeSO₄×7H2O y FeCl₃×6H₂O en la proporción de 1.5 en medio ácido (pH~2) e atmosfera inerte.  Para precipitar las nanoparticulas de Fe₃O₄ fue usada una solución acuosa de NH₄OH en pH~12. En esta etapa la superficie de las nanoparticulas de Fe₃O₄ fueron surfactadas con aceite de Mauritia flexuosa L. por afinidad química de los ácidos grasos del aceite con los grupos hidroxilo. Finalmente los extractos de las plantas fueron químicamente enlazados a las partículas magnéticas surfactadas por el método de doble surfactación. Para caracterizar las muestras surfactadas y con extratos fueron usadas las técnicas de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), Difracción de rayos-X (DRX), microscopia electrónica de transmisión (MET), medidas magnéticas (MM) y Espectroscopia Mössbauer (EM). FTIR fue usada para investigar la interacción de grupos funcionales del aceite de Mauritia flexuosa L. con la superficie de las nanopartículas y con los extractos. Las nanopartículas de Fe₃O₄ fueron de un diámetro de 9 nm observados por TEM y DRX. Para estudiar las propiedades magnéticas de las muestras usamos las técnicas MM e EM. Las medidas MM de magnetización y EM fueron en el intervalo de 4.2-300K. La magnetización de saturación (M_s) a 4.2 K se determinó a partir del grafico M vs 1 / H mediante la extrapolación del valor de la magnetización a campos infinitos, y fue de 30 emu/g y coercitividad de 50 Oe. El valor de magnetización de baja saturación se atribuyó a la no colinearidad de spin de las partículas predominantemente en la superficie. A partir de las medidas de magnetización se calculó la constante de energía de anisotropía magnética (K) entre 1.5 – 2 x 10⁴ J / m³. Los espectros Mössbauer de las muestras no funcionalizadas y funcionalizadas a temperatura ambiente mostraron un singlete relajado para un sexteto debido a la relajación superparamagnética y dos sextetos a baja temperatura. Fueron pruebas de aplicación de las muestras como insecticida, bactericida y fungicida con excelentes resultados.

Descriptores: magnetita, funcionalización, surfactación

Referencia

[1] HASHIM A. A. (Ed.); The Delivery of Nanoparticles Technology; InTech; Rijeka, Croatia, 2012.