Fabrication of polymer-metal nanocomposites with complex polymeric matrices for bactericidal and catalytic applications

D’una manera general, el present treball esta enfocat a l’obtencio i l’estudi de nous materials utils per al tractament combinat d’aigu?es, es a dir, materials capacos d’aconseguir diferents objectius al tractar l’aigua en un sol pas. Aquest proposit sembla un ninxol d’aplicacio molt adient per als materials de mida nanoscopica, donades les inusuals propietats catalitiques i bactericides que presenten com a consequ?encia de la seva mida. No obstant, els nanomaterials, i en especial les nanoparticules metal·liques (metal nanoparticles, MNPs), tambe tenen limitacions i poden plantejar certs riscos. Es per aixo que cal buscar mecanismes que en garanteixin la seva estabilitzacio, la qual es considera un pas previ clau per la seva manipulacio i aplicacio futura. Durant els darrers anys s’ha demostrat que l’estabilitzacio de les MNPs en matrius polimeriques permet el desenvolupament de nous materials polimerics nanocomposits en els quals les especies reactives estan altament estabilitzades al temps que s’aconsegueix una facil manipulacio del conjunt. Des d’un punt de vista practic, tant l’eleccio com l’adequacio de la matriu polimerica juguen un paper molt important doncs sovint la matriu ha de servir simultaniament de medi de sintesi i d’estabilitzant. Aixi, en el present estudi s’ha considerat essencial obtenir, modificar o utilitzar directament diverses matrius polimeriques en la forma de pel·licules i membranes, espumes i fibres textils, capaces d’incorporar MNPs (concretament de de pal·ladi o plata) mitjancant la metodologia sintetica de la Sintesi Intermatricial (IMS), que inclou dos processos a priori senzills: la carrega del precursor en la matriu polimerica i la transformacio del precursor en nanoparticula (normalment gracies a una reaccio de reduccio). Per a fer-ho, d’una banda s’ha dut a terme la modificacio de matrius polimeriques existents (p.e. polietersulfona tipus Cardo) mitjancant reaccions senzilles de sulfonacio amb la finalitat d’aportar els grups ionogenics considerats necessaris per aconseguir la carrega dels precursors (ions metal·lics o complexos ionics). D’altra banda, i com a novetat en l’aplicacio de la IMS, s’han provat matrius sense grups ionics (com ara espumes de poliureta i fibres textils), a fi d’avaluar l’aplicabilitat i l’abast real de la tecnica. Els resultats obtinguts han mostrat que es possible sintetitzar AgNPs i PdNPs (tot i que no sempre amb la mateixa quantitat, distribucio o mida) en totes les matrius assajades mantenint-ne les propietats inicials. Allo que es pot considerar com es mes interessant es que s’ha demostrat que gairebe la totalitat dels diferents materials desenvolupats ofereixen les desitjades funcionalitats tant en aplicacions catalitiques (mes concretament en l’eliminacio de compostos nitroaromatics de l’aigua) com en bactericides ( en l’eliminacio d’Eschericha coli de solucions aquoses). Finalment, cal remarcar que la caracteritzacio dels nanocomposits obtinguts en una de les matrius utilitzades (Nafion 117) ha permes aportar nous coneixements en relacio a la seva estructura interna, la qual cosa es de gran interes donat que es un material d’altes prestacions i ampliament utilitzat, per exemple en piles de combustible de membrana polimerica.