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Síntesis de nanopartículas de plata y oro en sensores de fibra óptica basado en la técnica de deposición Layer By Layer

Se propone una estructura de sensor de fibra ´optica basada en la Resonancia Localizada de Plasmones Superficiales (LSPR) para la detecci´on experimental de la forma de oxidaci´on de los iones Hg2+, Hg(0). La t´ecnica Layer-by-Layer Embedding (LbL-E) se utiliza como m´etodo de inmovilizaci´on de nanopart´ıculas de plata (AgNPs) y nanopart´ıculas de oro (AuNPs) en una bicapa de base polim´erica de Poly(allylamine) hydrochloride (PAH) que act´ua como policati´on y Poly(acrylic) acid (PAA) que act´ua como poliani´on, respectivamente. Las AgNPs y AuNPs se generan usando un protocolo de s´ıntesis que consiste en un paso de carga de los cationes Ag+ y Au+ en las soluciones polim´ericas y un paso de reducci´on adicional usando Dimethylamine Borane (DMAB). La existencia de una atracci´on electrost´atica entre Au+ y PAA muestra una alta estabilidad qu´ımica, no obstante, no existe atracci´on electrost´atica entre Ag+ y PAH, ya que ambas presentan carga positiva. Sin embargo, se logra una s´ıntesis estabilizada de iones Ag+ en el policati´on PAH, tanto en soluci´on como en estado de recubrimiento. Por tanto, ambas nanopart´ıculas met´alicas exhiben una banda de absorci´on LSPR estable. Ambos picos plasm´onicos proporcionan referencias estables a tiempo real que se pueden extraer de la respuesta espectral del sensor de fibra ´optica, dando una lectura fiable de la concentraci´on de Hg(0).

An optical fiber sensor structure based on Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) for the experimental detection of the oxidized Hg2+ ions, Hg(0), is proposed. Layer-by-Layer Embedding (LbL-E) technique is used as the immobilization method of silver nanoparticles (AgNPs) and gold nanoparticles (AuNPs) into a polymeric based bilayer of Poly(allylamine) hydrochloride (PAH) acting as the polycation and Poly(acrylic) acid (PAA) acting as the polyanion, respectively. The AgNPs and AuNPs were created using a synthesis protocol consisting of a loading step of the Ag+ and Au+ cations into the polymeric solutions and a further reduction step using Dimethylamine Borane (DMAB). The existence of an electrostatic attraction between Au+ and PAA shows a high chemical stability, even though there is no electrostatic attraction between Ag+ and PAH. However, a stabilize synthesis of Ag+ ions into the PAH polycation is achieved, in both solution and coating state. Thus, both metal nanoparticles exhibit a stable LSPR absorption band. Both plasmonic peaks provide a stable real-time references that can be extracted from the spectral response of the optical fiber sensor, giving a reliable reading of the Hg(0) concentration.