Abstract Nanomaterials are currently of great interest to science and technology due to their physical, chemical, and mechanical properties can be adjusted according to their dimensionality, which is reflected in an improvement in their performance when compared to bulk or larger scale materials. Another advantage of nanomaterials is that can adopt different morphologies depending on the manufacturing method used. Nowadays there are different techniques for manufacturing nanomaterials. In this work, the anodization technique was used to obtain CuOH nanorods, because, compared to other techniques, anodization does not require expensive equipment or highly complex systems. To obtain CuOH nanorods, an electrolytic cell was used, formed by copper foils at 99.9 % purity, 0.3 mm caliber, and 3 cm2 of surface as anode. A 6 mm diameter cylindrical graphite rod as cathode and a solution of potassium hydroxide (KOH) with a concentration of 1.5 M as electrolyte also was used. A total of 21 samples were fabricated using times of 2 to 8 minutes, by 1-minute increments. Only a couple of samples were studied by scanning electron microscopy (SEM) to identify the morphology in anodized sheets and 7 samples were studied by Raman spectroscopy. The presence of nanorods composed of nanowires was corroborated by SEM, it was identified that nanorods have around 10 µm length and that the thicknesses are 200 nm and 50 nm respectively. By Raman microscopy was determined that nanorods are composed of CuOH, and a clear trend was found at the increase in the intensity of the Raman signals associated with CuOH as the anodization time increases. The reliability of use anodization technique for the manufacture of CuOH nanorods was demonstrated by means of the analysis carried out by Raman spectroscopy, since intensities in Raman signals associated with CuOH increase as the anodization time increases, strongly binding the thickness of the anodized layer with the anodizing time even though relatively short anodizing times (2-8 minutes) were used.

Resumen Actualmente, los nanomateriales son de gran interés para la ciencia y la tecnología, debido a que sus propiedades físicas, químicas y mecánicas pueden ajustarse de acuerdo con su dimensionalidad, lo que se ve reflejado en la mejora de su rendimiento si se compara con los materiales en bulto o de mayor escala. Otra ventaja de los nanomateriales es que pueden adoptar diversas morfologías, dependiendo del método de fabricación utilizado. Hoy en día existen diferentes técnicas de fabricación de nanomateriales. En este trabajo se utilizó la técnica de anodización para obtener nanovarillas de CuOH, debido a que, comparado con otras técnicas, la anodización no requiere de equipos costosos o sistemas de alta complejidad. Para la obtención de nanovarillas de CuOH se construyó una celda electrolítica formada por láminas de cobre al 99.9 % de pureza, calibre de 0.3 mm y un área de 3 cm2 como ánodo; se empleó además una barra cilíndrica de grafito de 6 mm de diámetro como cátodo y una solución de hidróxido de potasio (KOH) con una concentración 3 M como electrolito. Se fabricó un total de 21 muestras utilizando tiempos de 2 a 8 minutos. Un par de muestras representativas se estudiaron por microscopia electrónica de barrido (MEB) para identificar la morfología presente en las láminas anodizadas y 7 muestras se estudiaron por espectroscopía Raman. Por MEB se corroboró la presencia de nanovarillas; se identificó que el largo y el espesor de las nanoestructuras es de aproximadamente 10 µm y 200 nm respectivamente. Además, se logró apreciar que las nanovarillas están compuestas de nanohilos que tienen un espesor de 50 nm aproximadamente. Por microscopia Raman se determinó que las nanovarillas están compuestas de CuOH y se encontró una tendencia clara en el incremento de la intensidad de las señales Raman asociadas al CuOH, conforme incrementa el tiempo de anodización.

ABSTRACT This work presents a comparative study of Ag-decorated SiO2 nanoparticles by photodeposition and stirring methods. SiO2 NPs were synthesized by the Stöber method. In the photodeposition method, the silver nitrate concentration was set at 2.5 mM, at 532 nm wavelength radiation laser was used and three different exposure times (30, 60 and 90 minutes) were evaluated. In the stirring method, samples synthesized with three different concentrations of silver nitrate (5, 8 and 10 mM) were studied, furthermore, the effect of ammonium hydroxide as a catalyst was also studied. By UV-Vis spectroscopy absorption bands centered between 430 and 435 nm were observed for all samples (photodeposition, stirring and stirring+catalyst), the highest bands were observed in sample where the catalyst was used as evidence of superior concentration of Ag NPs. By Raman spectroscopy the peak associated to Ag-O bond was studied, we found that the SiO2 NPs decorated by photodeposition exhibited the highest intensity as evidence of better Ag NPs surface distribution that improve plasmonic effects. The final evaluation of the Ag-SiO2 NPs was carried out by surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) measurements, using a solution of rhodamine 6G and using the intensity of mode at 1365 cm-1 as standard, it is found that the SERS intensity of samples synthesized by photodeposition increases as the exposure time increases and that it is much higher than the intensity observed in the nanoparticles decorated by stirring, even when the AgNO3 concentration is 4 times lower. With this study is demonstrated that by means of photodeposition is possible to obtain Ag NPs with better surface distribution, in short times and with the use of fewer reagents. Furthermore, Raman spectroscopy (conventional and SERS) is confirmed as cheaper, fast and non-destructive tool for evaluation of colloidal systems whit Ag NPs.

RESUMEN En este trabajo se presenta un estudio comparativo del decorado de nanopartículas de SiO2 (NPs SiO2) con NPs Ag mediante dos métodos diferentes: fotodeposición y agitación. NPs SiO2 fueron sintetizadas por el método de Stöber. En el proceso de fotodeposición de Ag se evaluaron tres tiempos de exposición (30, 60 y 90 min) a un láser con emisión en 532 nm y manteniendo la concentración del nitrato de plata (AgNO3) constante en 2.5 mM. En el método de agitación se estudiaron muestras sintetizadas con tres concentraciones de AgNO3 (5, 8 y 10 mM), además se estudió el efecto de utilizar hidróxido de amonio (NH4OH) como catalizador. Mediante espectroscopía UV-Vis se observaron bandas de absorción centrados entre 430 y 435 nm para los tres grupos de muestras (fotodeposición, agitación y agitación+catalizador), la intensidad de la banda de absorción fue mayor cuando se utilizó el catalizador evidenciando mayor concentración de NPs Ag. Mediante espectroscopía Raman se estudió el comportamiento del modo asociado al enlace Ag-O, se observó que las NPs SiO2 decoradas por fotodeposición presentaron mayor intensidad, evidenciando mejor distribución superficial que favorece los efectos plasmónicos. La evaluación final de NPs Ag-SiO2 se realizó con mediciones de espectroscopia Raman mejorada por la superficie (SERS del inglés: Surface-Enhanced Raman Spectroscopy), utilizando una solución de rodamina 6G (R6G) y considerando la intensidad del modo en 1365 cm-1 como parámetro de comparación, se observó que en muestras sintetizadas por fotodeposición la intensidad SERS creció conforme el tiempo de exposición aumentó y que presentan mayor intensidad que las nanopartículas decoradas por agitación, aun cuando la concentración del AgNO3 sea 4 veces menor. Con este estudio se demuestra que mediante la fotodeposición se obtienen NPs Ag con mejor distribución superficial, en tiempos cortos y con el uso de menos reactivos. Además, se identifica a la espectroscopía Raman (convencional y SERS) como una herramienta más barata, rápida y no destructiva, para estudiar sistemas coloidales de NPs Ag.

RESUMEN Los materiales a base de silicato de calcio han demostrado ser bioactivos debido a su capacidad para producir apatita carbonatada biológicamente compatible. El objetivo de este estudio fue analizar la bioactividad de Biodentine™ y MTA Repair HP® en contacto con discos de dentina humana, que se obturaron y dividieron aleatoriamente para formar cuatro grupos: grupo 1 Biodentine™, grupo 2 MTA Repair HP®, grupo control positivo MTA Angelus® y grupo control negativo IRM®, los cuales se incubaron en solución PBS durante 10 días, para posterior análisis por medio de MEB-EDS y Espectroscopía Raman. Los tres materiales a base de silicato de calcio analizados en este estudio demostraron ser bioactivos pues al entrar en contacto con una solución a base de fosfato desencadenaron la precipitación inicial de fosfato de calcio amorfo, que actúa como precursor durante la formación de apatita carbonatada.

ABSTRACT Calcium silicate-based materials have been shown to be bioactive due to their ability to produce biologically compatible carbonated apatite. The objective of this study was to analyze the bioactivity of Biodentine ™ and MTA Repair HP® in contact with human dentine discs, which were sealed and divided randomly to form four groups: group 1 Biodentine™, group 2 MTA Repair HP®, positive control group MTA Angelus® and negative control group IRM®, which were incubated in PBS solution for 10 days, for a subsequent analysis by means of MEB-EDS and Raman spectroscopy. The three calcium-based materials analyzed in this study proved to be bioactive because upon contact with a phosphate-based solution they were triggered at the onset of amorphous calcium phosphate, as the precursor during the formation of carbonated apatite.