Experimental studies on intermolecular, hydrodynamic and capillary interactions at the nanoscale

• Autores: Mariana Köber
• Directores de la Tesis: Fernando Briones Fernández-Pola (dir. tes.), Mónica Luna Estévez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Soledad Penadés Ullate (presid.), Pedro José de Pablo Gómez (secret.), Juan Salvador Jiménez Martínez (voc.), Arvind Raman (voc.), Wolfgang Parak (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física de fluidos
      • Coloides
    • Física del estado sólido
      • Propiedades magnéticas
      • Tribología
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología de la instrumentación
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: digitool-uam.greendata.es
• Resumen

  • Las interacciones intermoleculares, hidrodinámicas y capilares en la nanoescala están de actualidad debido a su importancia en las aplicaciones biológicas y biomédicas. Esta tesis, de carácter experimental, pero estrechamente vinculada a las interpretaciones teóricas de los fenómenos físicos que intervienen en estas interacciones, se ha desarrollado principalmente en torno a dos objetivos: estudiar el papel de las interacciones capilares y la histéresis de adhesión en la Microscopía de Fuerzas Atómicas operado en aire, y desarrollar una nueva técnica experimental capaz de detectar interacciones moleculares entre nanopartículas magnéticas funcionalizadas y biomoléculas en medios biológicos.

    Uno de los resultados más relevantes de esta tesis es que la adhesión capilar entre dos superficies hidrófilas depende en gran medida de la geometría en la nanoescala. Particularmente sorprendente fue el descubrimiento de que la adhesión capilar incluso puede disminuir con la humedad. Se han realizado trabajos para estudiar el efecto de la histéresis de adhesión en el modo dinámico de la Microscopía de Fuerzas Atómicas, con el fin de investigar la relación entre la potencia disipada obtenida experimentalmente y propiedades fisicoquímicas de la muestra.

    Por otro lado, en vista de una futura aplicación en el campo de biosensores de reconocimiento molecular basados en nanopartículas, se ha implementado un montaje experimental para detectar la birrefringencia magnética transitoria en una suspensión de nanopartículas magnéticas mediante la aplicación de un campo magnético pulsado. Esta técnica magneto-óptica permite utilizar nanopartículas como sondas para detectar el reconocimiento molecular in situ en tejidos o células. Se demuestra que los diámetros hidrodinámicos de pequeños agregados anisótropos se pueden determinar in situ en geles de agarosa - un sistema modelo compatible con la separación por electroforesis. Además, la técnica se ha aplicado para detectar el reconocimiento molecular de Concanavalina A por nanopartículas superparamagnéticas funcionalizadas con glucosa.