Nanomateriales como modificadores de electrodos de papel

Abstract

La electródica (parte de la electroquímica) se centra en el estudio de los electrodos como herramienta de trabajo. El diseño de estos ha ido cambiando con el tiempo, y actualmente se centra en la obtención de ventajas tales como la automatización, simplificación, ahorro económico o la miniaturización. Esto permite obtener electrodos de distintos tipos de materiales en función de las aplicaciones requeridas. La búsqueda de estas propiedades ha llevado a la investigación del uso de papel como material para el desarrollo de electrodos. Su estructura de celulosa le confiere propiedades como la biocompatibilidad, la posibilidad de ser modificado de una forma rápida y sencilla y ser un material fácilmente incinerable. Estas características permiten su uso en el desarrollo de electrodos desechables de bajo coste. Esta tesis doctoral se centra en la caracterización de un electrodo de trabajo hecho de papel, centrándose en las modificaciones realizadas con distintos tipos de nanomateriales y la búsqueda de distintas aplicaciones. Esta tesis se puede dividir en tres partes en función de los objetivos de trabajo planteados. El primer capítulo estudia los beneficios de añadir distintos nanomateriales en la superficie del papel dotándolo de una mayor conductividad, se ha caracterizado cada nanomaterial y optimizado el procedimiento de modificación de forma individual, recurriendo incluso a estudios de diseño factorial. Posteriormente se han estudiado electrodos de papel modificados con varias combinaciones de nanomateriales que mejoraban su conductividad. Finalmente se realizó una completa caracterización de la superficie mediante técnicas de análisis tales como la microscopia electrónica de barrido o espectroscopía de impedancia faradaica. El segundo capítulo trata sobre el estudio de diferentes tipos de metales pesados en electrodos de papel. Para ello se ha procedido a la determinación de mercurio en agua de río mediante su interacción con el oro recurriendo a electrodos de papel modificados con nanomateriales de carbono y nanopartículas de oro. Por otro lado, se ha realizado la modificación de electrodos de papel mediante la formación de superficies metálicas o “films” de mercurio y bismuto. Estos electrodos de papel fueron utilizados para la determinación de metales como cadmio, plomo, indio o cobre. La parte final de esta tesis se centra en el desarrollo de un ensayo enzimático para la determinación de glucosa. Este capitulo se divide en dos partes, la primera consiste en la síntesis de un coloide de ftalocianina de cobalto soluble en agua, el cual es usado en los electrodos de papel como un catalizador para la determinación de peróxido de hidrógeno. La segunda parte trata sobre la adaptación de electrodos de papel modificados con el coloide y enzima glucosa oxidasa para la determinación de glucosa en muestras de zumos.