Resumen:
El principal problema al usar nanotubos de carbono (CNTs) para preparar
(bio)sensores electroquímicos es su insolubilidad en diversos solventes. Su estructura
π-conjugada les confiere tendencia a interaccionar entre sí mediante fuerzas de Van de
Waals formando agregados [1]. La modificación de los CNTs con polímeros permite
alterar su energía superficial y mejorar su compatibilidad con el solvente [2]. Para
favorecer la adsorción del polímero, sin emplear modificaciones covalentes, se puede
realizar un tratamiento de ultracavitación que permite separar los ramilletes y exponer
la superficie de los CNTs para la funcionalización. La eficiencia de este proceso
depende del solvente y el dispersante y su proporción, la energía y amplitud de la onda
aplicada, y el tiempo de sonicado [3].
En este trabajo preparamos y caracterizamos una dispersión de CNTs huecos de
pared múltiple (HMWCNTs) mediante ultracavitación a alta potencia en presencia de
polietilenimina (PEI) como dispersante. Se evaluó el efecto de la concentración de PEI,
la naturaleza del solvente, el tiempo y amplitud de la onda ultrasónica en la estabilidad
de la dispersión y su respuesta electroquímica empleando diversos marcadores. La
dispersión óptima se obtuvo con 1,0 mg mL-1 de HMWCNTs y 3,0 mg mL-1 de PEI en
agua desionizada aplicando ultracavitación por 5 min a una potencia real de (4,28 ±
0,04) W. La corriente (ip) y el potencial (Ep) de pico de oxidación de ácido ascórbico
(AA) 1,0 mM, tomado como marcador por su sensibilidad a las modificaciones
superficiales, fueron (66 ± 2) μA y (-64,0 ± 0,7) mV, respectivamente. También se
evaluó la respuesta de peróxido de hidrógeno 1,0 mM, obteniéndose una corriente de
oxidación a +0,700 (iox700) de (16,2 ± 0,5) μA.
Se comparó la eficiencia del método de ultracavitación preparando una
dispersión de HMWCNTs en iguales condiciones con un baño ultrasónico de potencia
nominal de 160 W. En esta condición se requirieron al menos 120 min de tratamiento
sin lograr una eficiente dispersión. Los resultados obtenidos con AA fueron ip = (46 ± 3)
μA y Ep = (6,5 ± 0,4) mV, y frente a H2O2 1,0 mM la iox700 fue (16,7 ± 0,8) μA. Estos
resultados manifiestan claramente la eficiencia del proceso de exfoliación y dispersión
de los HMWCNTs al emplear ultraaltapotencia.
Los electrodos modificados con las dispersiones obtenidas mediante
ultracavitación se emplearon para cuantificar H2O2 en diversas muestras, lográndose
una muy buena correlación con los valores informados