tareas

POLIELECTROLITOS AUTOENSAMBLADOS EN SUPERFICIES: BIOFUNCIONALIDAD Y BIOCIDAD
(Proyecto)

Convocatoria de Investigación Científica Básica 2008

ÁREAS DE INVESTIGACIÓN: Físico Matemáticas y Ciencias de la Tierra
MODALIDAD: Apoyo a iniciativas de Profesores-Investigadores F(2)

José Elías Pérez López
Profesor-Investigador del Instituto de Física
Universidad Autónoma de San Luis PotosíCONSIDERACIONES DE LA ORIGINALIDAD DE LA PROPUESTA



ANTECEDENTES

La adsorción de polielectrolitos sobre superficies ha sido una temática de interés tanto científico como tecnológico en las últimas décadas.i,ii Las superficies cubiertas con polielectrolitos han sido utilizadas por muchos tiempo como dispersantes o estabilizadores coloidales.Error: Reference source not found Lospolímeros en general pueden ser adsorbidos por medio de alguno sitio especifico, muchas veces en un extremo de la cadena, o sin ninguna especificidad. En este segundo caso, parte de las cadenas pueden adsorberse en la superficie o extenderse fuera de ella en forma de colas o rizos.iii Ambos tipos de polímeros han sido estudiados extensamente y existe un conocimiento amplio de la interacción de superficiesmediada por estos polímeros tanto teórico como experimental.iv,v
Una estrategia alternativa para la modificación de superficies está basada en la utilización de polielectrolitos auotensamblados. Los polielectrolitos tienen la propiedad de ser solubles en medios polares por la presencia de grupos ionizables a lo largo de la cadena hidrocarbonada, lo que permite la adsorción de las cadenas depolielectrolito en una superficie con carga electrostática produciendo una inversión de carga en la superfcie.vi Este procedimiento resulta ser muy versátil y económico, pues requiere sólo la inmersión de un substrato en una solución de un polielectrolito con una carga opuesta a la de la superficie para lograr la adsorción, lo que permite la adsorción alternada de policationes y polianiones sobre elsubstrato para lograr estructuras de tipo multicapas. Esto último permite obtener películas cuyo espesor puede ser controlado con una precisión de nanometros. (Figura 1).vii
En los últimos años ha habido una comprensión importante de los fenómenos asociados a estas películas,viii pero ha sido aún más importante la generación de aplicaciones de estas películas. El origen de la versatilidad de lasaplicaciones es el hecho de que estas películas puede ser fácilmente funcionalizadas mediante la inmovilización de algún material biológico o inorgánico en su superficie. Ejemplos de estos materiales son las proteinas o anticuerpos que permiten obtener superficies con una actividad biológica específica ideal para el diseño de sensores.ix,x Por otra parte, también se es posible inmovilizarnanopartículas metálicas que permiten obtener películas con una actividad óptica específica dependiendo de la composición de las nanopartículas. Existen múltiples aplicaciones que involucran la modificación superficial mediante la inmovilización de polielectrolitos sobre diferentes substratos como películas altamente hidrófobas o películas protectoras contra la corrosión, entre otras.
La conformaciónde los polielectrolitos autoensamblados y sus propiedades físicas de sus superficies son un aspecto muy importante en estas aplicaciones. Así por ejemplo, se ha mostrado recientemente que la estructura superficial dista mucho de ser una superficie plana y homogénea. Experimentos recientes, realizados por nuestro grupo, revelan que las películas de polielectrolitos autoensamblados tienen unatopografía accidentada (con relieves del orden de nanometros) que implica la existencia de superficies propiedades físicas inhomogeneas. El origen de estas inhomogenidades es la formación de complejos de polielectrolitos negativos y positivos que escapan del autoensamblado de la superficies para formar una estructura granular en la superficie, ver Figura 2.xi Esta estructura ha sido caracterizada en...