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XIX Verano de la Investigación Científica y Tecnológica del Pacífico
IMPLEMENTACIÓN DE LA METODOLOGÍA DE SUPERFICIE DE RESPUESTA
(MSR) EN LA SÍNTESIS DE NANOMATERIALES
Luigi Rafael Ceja Romero, Universidad Politécnica del Valle de México, ing.lrcr@gmail.com.
Asesor: Jorge Humberto Vargas Aparicio. Instituto Politécnico Nacional, jvargas@ipn.mx.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
La MSR, a través de técnicas matemáticas y estadísticas permite al investigador
determinar el efecto de diferentes n parámetros (variables independientes) sobre
ciertas propiedades (variables dependientes) llamando superficie de respuesta a
una representación grafica de los n parámetros, teniendo como condición, que
para el empleo de superficies solo podremos evaluar aquellas variables
cuantitativas, donde el objetivo es optimizar esta respuesta.
En la actualidad, la importancia de desarrollar nuevos métodos de preparación de
nanomateriales ha tomado gran relevancia en el desarrollo de la ciencia y la
tecnología debido a las propiedades catalíticas, ópticas, electrónicas, magnéticas
y bactericidas, los métodos más comunes para la preparación de nanomateriales
son los métodos físicos, químicos y fisicoquímicos.Se ha observado que en los
métodos de síntesis de nanomateriales existen factores que afectan el tamaño,
distribución, estructura cristalina, morfología, concentración, estabilidad,
propiedades térmicas, eléctricas, mecánicas, entre otras. Estos factores son:
temperatura, pH, concentración de sales, reductores, limpieza, tiempo, velocidad
de agitación, velocidad de adición de sustancias, orden de adición, estado de
ánimo, calidad de reactivo, etc. Por lo que podemos observar que existen
variables cualitativas y cuantitativas.
La metodología solo puede ser aplicada en variables cualitativas y se decide
evaluar el efecto de 3 parámetros (temperatura, agente reductor y pH) en el
método de síntesis coloidal de NPs de Cu2O. Empleando modelos matemáticos y
estadísticos para evaluar el efecto de los parámetros seleccionados (variables
independientes) a través de representaciones graficas donde se visualizan las
variables de operación optimas que pueden afectar el proceso o determinar una
región en el espacio de los factores en la que se satisfagan los requerimientos de
operación en el método de síntesis.
METODOLOGÍA
Se utilizó un método de síntesis química coloidal para obtener nanopartículas
(NPs) de Cu2O y mediante un diseño central compuesto, se evaluó el efecto del
reductor, temperatura y pH de la reacción. Estos parámetros fueron analizados a
través de la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR) donde la variable de
estudio se obtuvo a partir de los resultados por espectroscopia UV-Vis (longitud de
onda). Esta variable nos da idea de concentración, tamaño y distribución de un
nanomaterial.
CONCLUSIONES
La MSR nos mostro que los factores más importantes en la reacción son el
reductor y la temperatura sobre la longitud de onda (obtenida por UV-Vis), que es
un factor importante sobre el tamaño y distribución de las NPs de Cu2O para su
aplicación en propiedades (variables dependientes) ópticas.
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Agosto 2014