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Este documento aborda el tema de nanopartículas metálicas y su fenomeno asociado, la resonancia plasmónica superficial localizada (lspr). Se explica el papel de luis de broglie en el contexto de este fenómeno, así como la naturaleza de polaritones de plasmones de superficie y cómo se puede preparar oro en forma coloidal. Además, se exploran aplicaciones prácticas de lspr en sensores biosensores y la purificación de agua, así como la posibilidad de utilizar lspr en el tratamiento de cáncer. Se incluyen ecuaciones relevantes y se comparan lspr con qdots.
Tipo: Ejercicios
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¡No te pierdas las partes importantes!
Nanopartículas, plasmones de resonancia superficial localizada, catalizadores, sensores y nanobiomiméticos. 1-¿Qué estableció Luis Víctor de Broglie? ¿Cuál es su relación con el efecto de resonancia plasmónica superficial localizada (LSPR)? Luis Victor de Broglie fue un físico francés, ganador del Premio Nobel, conocido por establecer la hipótesis de que los electrones tienen un comportamiento dual, es decir que, los electrones se comportan como una onda y como una partícula al mismo tiempo. El LSPR es un fenómeno que se da cuando una nanopartícula metálica es incidida por un haz de luz, se produce una oscilación colectiva de los electrones en la banda de valencia, y como consecuencia de esta oscilación coherente de los electrones confinados en las superficie de las nanopartículas metálicas. Las hipótesis de Broglie permite describir el comportamiento ondulatorio de los electrones que participan en el fenómeno LSPR. 2.- ¿A que se denomina polaritón del plasmón de superficie? ¿Cuál es su relación con la resonancia del plasmón de superficie? El polaritón es una cuasipartícula híbrida que se produce tras la excitación electromagnética causada por la oscilación de los electrones confinados en la superficie de la capa de valencia de una nanopartícula metálica incidida por un haz de luz (efecto LSPR). La misma surge por el acoplamiento entre la luz incidida y los electrones libres de la nanopartícula. El fenómeno de resonancia del plasmón de superficie tiene la capacidad de absorber determinadas frecuencias de luz y transmitir aquellas que no absorve.
3.-¿Cómo puede preparar nanopartículas de oro coloidal? Escriba las ecuaciones pertinentes.
Los catalizadores son sustancias capaces de aumentar la velocidad de una reaacción química sin cambiar el producto final de la misma. Además se necesitan en pequeñas cantidades y se recogen al final de la reacción sin haber sufrido modificaciones. Sin embargo, si pueden experimentar desgaste con el tiempo, sobre todo al trabajar con altas temperaturas. Las principales características de los catalizadores son. ● Aparecen químicamente inalteradas al final de la reacción. ● Se utilizan en pequeñas cantidades. ● No inician la reacción, solo aceleran el proceso. 10.-Clasifique las catálisis y de algunos ejemplos de cada una. 11.-¿Cuál es/son las ventajas fundamentales de los nanocatalizadores? Los nanocatalizadores son sustancias con propiedades catalíticas que tienen al menos una dimensión en la nanoescala ya sea interna o externa. ● Pueden diseñarse con materiales de bajo costo y alta disponibilidad ● Pueden reducir el impacto ambiental de la quema de combustibles fósiles, el nitrógeno, el azufre, etc. ● Pueden aumentar la eficiencia y selectividad de las reacciones químicas. 12.-¿Qué debe tener en consideración para seleccionar un catalizador? Su eficiencia (aumento de velocidad, consumo de energía y desechos). Su posibilidad de regeneración. Disponibilidad final del mismo. 13.-De ejemplos de catalizadores para fijar y para generar nitrógeno. La fijación del nitrógeno es el proceso mediante el cual se convierte el nitrógeno de la atmósfera en amoníaco. Los compuestos nitrogenados son fundamentales para la vida de
todos los seres vivos. En la industria se suele utilizar el proceso de Haber-Bosch para generar estos compuestos, pero este requiere mucho consumo de energía y genera mucha contaminación. Por eso el proceso de fijación del nitrógeno con un catalizador de un solo átomo colocado sobre una superficie lisa o de material poroso permite maximizar la exposición y la actividad del átomo metálico, reduciendo el consumo y el costo del material. 14.-De ejemplos de catalizadores para obtener hidrógeno a partir del agua. Catalizadores de niquel y nitrógeno cubiertos con una pequeña cantidad de hierro y cultivados en espuma de niquel pueden separar el agua en hidrógeno y oxígeno a un alto voltaje. 15.-De ejemplos de catalizadores para obtener hidrocarburos a partir de dióxido de carbono atmosférico. Se utilizan nanopartículas de rodio, que mediante radiación ultravioleta transforma el dióxido de carbono en metano. Estas nanopartículas actúan como una antena absorbiendo la luz visible o la luz ultravioleta de manera eficiente, por eso se colocan junto a las mezclas de dióxido de carbono e hidrógeno y se las ilumina con una lámpara ultravioleta. 16.-¿Cómo haría un sensor para detectar glifosato? Explique los fundamentos. Los nanosensores catalíticos son dispositivos que puedeen detectar la presencia y cantidad de glifosato utilizando una reacción química que produce un cambio de color o una corriente eléctrica. Por ejemplo, existen sensores ópticos basados en el principio de resonancia de plasma de superficie. Los mismos consisten en nanopartícuals e oro que cambian de color ante la presencia de glifosato y es capaz de transformar esa energía en energía eléctrica. 17.-¿Qué son los biomiméticos? De cuatro ejemplos. Los biomiméticos son materiales que imitan o se inspiran en la naturaleza para resolver problemas humanos de manera sostenible. Algunos ejemplos son: ● Los nanotubos de carbono. ● Los aptámeros: moléculas de ADN que se pliegan para unirse a otras. ● Nanocristales de celulosa. ● Nano anticuerpos moleculares poliméricos impresas. ● Nanoviricidas. 18.- Relacione un término de la columna de la derecha con uno de la columna de la izquierda (sin repetir): 4- energía gap 5- nanocatalizador 3- polaritón 6- excitón de Bohr 5- 1 a 10 nm 4-ecuación de Brus 6- masa efectiva 3- plasmón 2- nanobiomimético 1- CdSe 1- @ 2- MIP