Electrodeposition of metallic nanoparticles: a strategy against marine biofouling
Francisco Martínez-Baltodano, Coraquetzali Magdaleno-López*, y Gregorio Vargas-Gutiérrez*
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Saltillo, Av. Industria Metalúrgica No. 1062, Parque Industrial, Ramos Arizpe, Coahuila. México. C.P. 25900.
Correspondencia: coraquetzalli@cinvestav.mx;
gregorio.vargas@cinvestav.edu.mx
Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Saltillo.
Correo electrónico: gregorio.vargas@cinvestav.edu.mx.
CC No. 76 Octubre – Diciembre
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Resumen
La bioincrustación es un fenómeno indeseable que resulta de la colonización microbiana, de algas e invertebrados en superficies que se encuentran localizadas en ambientes húmedos o en presencia de agua. El problema de la bioincrustación acelera el deterioro de los materiales en ambientes marinos, en el procesamiento de alimentos y en el área médica. Una estrategia para inhibir el establecimiento y la proliferación de micro y macroorganismos en superficies metálicas es inhibir la formación de biopelículas. Los biocidas generalmente se emplean para combatir y tratar los efectos devastadores que resultan de la bioincrustación. No obstante, debido a la alta toxicidad de tales biocidas sintetizados químicamente, se han estado explorando formulaciones nuevas y ecológicas. La erradicación de este problema utilizando técnicas sostenibles y respetuosas con el medio ambiente sigue siendo de vital importancia. La investigación y el desarrollo de una nueva generación de agentes antimicrobianos innovadores y efectivos se han convertido en una necesidad urgente. En esta búsqueda, la comunidad científica se ha centrado en el estudio de nanomateriales, principalmente nanopartículas (NPs) de base metálica como agentes antimicrobianos, para mitigar los problemas de la bioincrustación. El objetivo de esta investigación se centra en el estudio de NPs metálicas como agentes antimicrobianos sobre superficies de acero inoxidable AISI 304. Se hace énfasis específico en la electrodeposición de NPs de plata (Ag) y cobre (Cu). La novedad de esta investigación se basa en la discusión comparativa de los diferentes tipos de NPs metálicas electrodepositadas sobre superficies de acero inoxidable AISI 304 previamente modificadas, su caracterización fisicoquímica y su capacidad antimicrobiana.
Palabras clave: Electrodeposición, iones metálicos, bioincrustación, biopelículas.
Abstract
Biofouling is an undesirable phenomenon that results from microbial colonization, algae, and invertebrates on surfaces that are in humid environments or in the presence of water. The problem of biofouling accelerates the deterioration of materials in marine environments, in food processing, and in the medical area. A strategy to inhibit the establishment and proliferation of micro and microorganisms on metal surfaces is to inhibit biofouling formation. Biocides are generally used to combat and treat the devastating effects that result from biofouling. However, due to the high toxicity of such chemically synthesized biocides, new and ecological formulations have been explored. The eradication of this problem using sustainable and respectful techniques with the environment remains of vital importance. The research and development of a new generation of innovative and effective antimicrobial agents have become an urgent need. In this search, the scientific community has focused on the study of nanomaterials, mainly metallic nanoparticles (NPS) as antimicrobial agents, to mitigate biofouling problems. The objective of this research focuses on the study of metallic NPs as antimicrobial agents on AISI 304 stainless steel surfaces. Specific emphasis is placed on the electrodeposition of silver (Ag) and copper (Cu) NPs. The novelty of this research lies in the comparative discussion of different types of electrodeposited metallic NPs on previously modified AISI 304 stainless steel surfaces, their physicochemical characterization, and their antimicrobial capacity.
Keywords: Electroplating, metal ions, biofouling, biofilms.
