Síntesis y estudio espectroscópico de nanoarcillas dopadas con Er³⁺

Abstract

La incorporación de iones lantánidos en arcillas sintéticas se propone como estrategia para el desarrollo de nuevos nanomateriales inorgánicos con propiedades ópticas mejoradas. Estos nuevos materiales permiten combinar las propiedades ópticas de los lantánidos con la elevada estabilidad estructural, capacidad de adsorción y biocompatibilidad de las arcillas. En particular, de Laponita®, una nano-arcilla que se ha utilizado ampliamente como biomaterial para diferentes aplicaciones biomédicas como la administración controlada de fármacos, en la ingeniería de tejidos o en la formación de imágenes. Mica-2 es una arcilla laminar de alta carga que presenta propiedades de adsorción mejoradas, en particular, una elevada capacidad de intercambio catiónico. Se pueden incorporar diferentes especies catiónicas en su espacio interlaminar mediante intercambio iónico. El objetivo de este trabajo fin de Máster es incorporar cationes de erbio trivalente, Er³⁺, en la interlámina de las nanoarcillas Laponita® y Mica-2 y analizar sus propiedades ópticas mediante reectancia y luminiscencia. El Er³⁺ presenta el fenómeno de upconversion (emisión de luz visible tras excitación en el infrarrojo) lo que le aporta una extensa aplicación en técnicas de bio-imagen, ya que la excitación en el infrarrojo proporciona mayor penetración en los tejidos y reduce su autofluorescencia.

The incorporation of lanthanide ions into synthetic clays is proposed as a strategy for the development of new inorganic nanomaterials with enhanced optical properties. These new materials allow the combination of lanthanide optical properties with the high structural stability, adsorption capacity, and biocompatibility of clays. In particular, Laponite® is a nano-clay that has been widely used as a biomaterial for various biomedical applications, such as drug delivery, tissue engineering, and imaging. Mica-2 is a highly charged mica that exhibits improved adsorption properties, including a high cation exchange capacity. Di_erent cationic species can be incorporated into its interlayer space through ion exchange. The objective of this Master's thesis is to incorporate trivalent erbium cations, Er³⁺, into the interlayer of Laponite® and Mica-2 nano-clays, and to analyze their optical properties through reectance and luminescence. Er³⁺ exhibits upconversion (emission of visible light upon excitation in the infrared), which has signi_cant applications in bioimaging techniques as infrared excitation provides greater tissue penetration and reduces autouorescence.