Universidad de Carabobo Autoridades

Pamela Cartes et al / Revista Ingeniería UC , Vol. 23, No. 3, Diciembre 2016, 308-318 311
Figura 3: Ruta común para la formación de un sólido
mesoporoso. Fuente: Tolbert, 2012 [12]
es la eliminación subsiguiente de la plantilla
orgánica para obtener el sólido, tal como se
muestra en la Figura 3.
Varios tipos de mesoestructuras pueden ser
fácilmente fabricadas por medio de estos agentes,
siendo los mesoporosos uno de los materiales
más ampliamente utilizados en la nanotecnología;
su química de superficie se entiende bien, es
flexible y sus dimensiones de poros se pueden
ajustar fácilmente, además pueden llegar a un área
superficial de hasta 900m 2 /g [1].
El éxito de la síntesis de materiales con estructura
porosa organizada descansa en la combinación
del proceso sol-gel, descrito posteriormente con
más detalle, y el uso de un surfactante el cual
cumple doble función; primero proveer sitios de
nucleación (mecanismo de nucleación micelar),
así como proveer la estabilidad coloidal para el
crecimiento de las partículas como resultado de su
adsorción en la interfase partícula-agua.
4. Proceso sol-gel
La técnica de sol-gel es un método químico
versátil [13] y ampliamente utilizado para la
elaboración de una amplia variedad de materiales,
como polvos nanocristalinos, polímeros cerámicos,
óxidos metálicos, nanopartículas de sílice
NPs, con grandes aplicaciones en todos los campos
de materiales y ciencias biomédicas [14].
La técnica sol-gel comprende de dos reacciones
secuenciales y en paralelo [15]: la hidrólisis y posterior
condensación, que pueden ser controladas
para determinar la morfología y la estructura de
los nanomateriales sintetizados.
El interés de sintetizar materiales de alta pureza
y homogeneidad ha llevado a desarrollar
nuevos procesos como el sol-gel, con beneficios
potenciales y en condiciones más favorables en
comparación con los métodos tradicionales y/o
logrando objetivos que anteriormente no eran
alcanzados.
Las dispersiones de partículas coloidales
(partículas sólidas con diámetros comprendidos
en el rango de 1 a 100 nm) en un medio líquido
continuo se denominan Sol [13], lo que podría
mantener la estabilidad en condiciones apropiadas
como la concentración, pH, composición, entre
otros. Gel es un término que se emplea para
denotar una red rígida de cadenas poliméricas
interconectadas con poros de dimensiones
submicrométricas, cuya longitud promedio
es mayor de 1µm; el término gel abarca
una diversidad de sustancias que pueden ser
clasificadas en cuatro categorías: estructuras
lamelares bien ordenadas, redes poliméricas
covalentes completamente desordenadas, redes
de polímeros formados por medio de una
agregación física predominantemente desordenada
y estructuras particulares desordenadas.
Los materiales empleados en la preparación de
Sol generalmente son sales de metales inorgánicos
o compuestos organometálicos, como los alcóxidos
metálicos.
Los alcóxidos o alcoholatos son aquellos compuestos
del tipo ROM, siendo R un grupo alquilo,
O un átomo de oxígeno y M un ión metálico
u otro tipo de catión. Los alcóxidos se obtienen
a partir de los respectivos alcoholes mediante
su desprotonación. Se emplean bases fuertes,
por ejemplo hidruro de sodio, NaH, o metales
alcalinos (normalmente sodio y potasio). En la
reacción se desprende hidrógeno.
ROH + NaH −−−→ RO − Na + + H 2
Existen tres métodos para obtener solgelmonolítico
[16], iniciándose todos ellos
con reacciones de hidrólisis y policondensación
(gelación): el método 1 emplea una suspensión de
polvos coloidales, el método 2 utiliza un material
precursor como alcóxido o nitrato, con un secado
Revista Ingeniería UC, ISSN: 1316–6832, Facultad de Ingeniería, Universidad de Carabobo.