Impacto de Modificaciones de Superficie de Zirconia en Resistencia a Tracción de Compuestos Poliméricos

Resumen

Un efecto característico de una nanoestructura cóncavo-convexa de un ensamblaje de nanopartículas de zirconia con estructura porosa inherente y enorme área superficial nos permitió introducir modificaciones sistemáticas de superficie mediante tratamiento térmico para alisar la superficie e impregnación de polímero para enmascarar la nanoestructura cóncavo-convexa del ensamblaje de nanopartículas de zirconia. Un compuesto polimérico preparado a partir de 30% p/p poli(N-isopropilacrilamida) conteniendo 0,02% p/p ensamblaje de nanopartículas de zirconia con estructura de superficie nano cóncavo-convexa inherente mostró la mayor resistencia a tracción en ensayos mecánicos de tracción. Sin embargo, tanto el ensamblaje de nanopartículas de zirconia sinterizado con superficie lisa como los ensamblajes de nanopartículas de zirconia con superficie enmascarada por polímero mostraron menor resistencia con mayor elongación a la rotura en ensayos mecánicos de tracción.

Introducción

Los nanomateriales son algunos de los materiales avanzados más intrigantes en muchos campos de investigación y aplicación [1,2,3,4,5], ya que sus propiedades físico/químicas intrínsecas son tan diferentes de las de materiales a granel [6,7,8,9]. Cuando los nanomateriales se aplican como cargas de compuestos poliméricos, pequeñas diferencias en las cargas, como área superficial, estructura superficial y morfología de partícula de los nanomateriales, conducen a cambios drásticos en las propiedades macroescala de los compuestos [10].

Por ejemplo, la incorporación de componentes inorgánicos en polímeros mejoró propiedades físicas y químicas, como estabilidad térmica, resistencia mecánica, dispersibilidad y solubilidad [11,12,13,14].

Sin embargo, un estudio sistemático no logró clarificar la relación entre las propiedades nanoescala de los nanomateriales, es decir, estructura, morfología y área superficial, y las propiedades físicas y mecánicas macroescala de los compuestos.

Nanomateriales de óxidos metálicos porosos como dióxido de silicio [15,16,17], dióxido de titanio [18,19,20], dióxido de circonio [21,22,23], dióxido de cerio [24,25,26] y otros materiales [27,28,29] con grandes áreas superficiales se han aplicado en catálisis química, absorción de gases, separación, administración de fármacos y materiales de almacenamiento de energía [30,31,32,33,34,35]. En este contexto, nuestro grupo desarrolló ensamblajes únicos de nanopartículas de óxidos metálicos con morfologías esféricas submicrónicas mediante un enfoque solvotermal simple, one-pot y single-step [36]. Nombramos estos materiales óxidos metálicos micro/mesoporosamente arquitectados redondamente integrados (MARIMOs). Estos producen rugosidad superficial a escala nanométrica y amplia área superficial. Por ejemplo, TiO₂ MARIMO tiene superficie nano cóncavo-convexa debido a sus numerosas partículas primarias finas con diámetros ~5 nm y alta área superficial específica (400 m² g⁻¹) [35]. En investigaciones previas, aplicamos estos materiales únicos para soportar catalizadores nanometálicos inhomogéneos y materiales de ánodo para baterías recargables. En soportes de catalizadores, nanopartículas de Au altamente dispersas en superficie de soporte TiO₂ MARIMO mejoraron actividad catalítica y durabilidad del catalizador a alta temperatura [37]. En material de ánodo, Nb₂O₅-TiO₂ MARIMO aumentó capacidad de corriente y vida útil de baterías [38]. Adicionalmente, haces de nanofibras TiO₂ con morfología cepillo mejilla mejoraron resistencia mecánica de hidrogel polimérico cuando se usaron como carga [39].

El efecto de anclaje nano- y microescala es más significativo en el mecanismo adhesivo. Consideramos que estos MARIMOs con estructuras de superficie nano cóncavo-convexa, enormes áreas superficiales y estructuras porosas serían apropiados para clarificar la relación entre propiedades nanoescala de superficie y propiedades macroescala de materiales, ya que las propiedades de superficie de MARIMO pueden ajustarse fácilmente por tratamiento térmico y decoración con polímero (Fig. 1). Por ejemplo, tratamiento térmico de MARIMO crea superficie lisa con área superficial disminuida y menor porosidad. Impregnación [40] de monómeros o polímeros en poros de MARIMO debería enmascarar la superficie nano cóncavo-convexa. Así, en este artículo, se estudió un nuevo método de modificación de superficie de carga por impregnación de polímeros para enmascarar la forma nano cóncavo-convexa de MARIMO para demostrar el efecto de anclaje nano de la superficie de carga. Aquí, seleccionamos zirconia (ZrO₂) MARIMO como carga para mejorar propiedades mecánicas de compuestos poliméricos, ya que carga ZrO₂ exhibe mejores propiedades como resistencia química especialmente a ácidos, resistencia mecánica y estabilidad térmica, favorables para matriz polimérica para compuestos duraderos [41,42,43]. Monómeros, 2-hidroxietil metacrilato (HEMA), metacrilato de bencilo (BMA) y metacrilato de ciclohexilo (CHMA), y sus polímeros se seleccionaron para modificar la superficie nano cóncavo-convexa de cargas ZrO₂ MARIMO. Hidrogel de poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAM) se eligió como matriz para compuestos poliméricos.

Esquema de modificación de superficie de ZrO₂ MARIMO por tratamiento térmico e impregnación con monómero/polímero

Hay varios enfoques para estimar interacciones físico-químicas entre superficies de cargas y cadenas poliméricas en compuestos poliméricos. Termogravimetría, espectroscopía UV-vis, espectroscopía FT-IR y microscopía son sus representantes. Aquí, adoptamos ensayos mecánicos de tracción como técnica alternativa relativamente simple, fácil y rápida. Hay pocos informes sobre propiedades mecánicas de hidrogeles con óxido de grafeno y polvo ZrO₂ [44, 45], diferente del nuestro respecto a un sistema simple que consistía solo de zirconia y matriz polimérica. A nuestro conocimiento, no se ha publicado informe sobre relación entre cambios nanoestructurales en superficies de cargas y cadenas poliméricas en compuestos poliméricos.

Métodos

Materiales

N-isopropilacrilamida (NIPAM), N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina (TMEDA), persulfato de potasio (KPS) y zirconia comercial (commercial ZrO₂) se compraron a FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation. HEMA, BMA, CHMA y 1-hidroxiciclohexil fenil cetona (HCPK) se compraron a Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. Todos los reactivos se usaron tal como recibidos. ZrO₂ MARIMO se obtuvo de UJIDEN Chemical Industry Co., Ltd.

Preparación de Cargas ZrO₂ MARIMO Impregnadas con HEMA, NIPAM, BMA, CHMA

Se aplicó un método de impregnación para preparación de catalizadores nanometálicos soportados [40] para obtener carga ZrO₂ MARIMO impregnada con HEMA. ZrO₂ MARIMO se secó a 80 °C bajo vacío 12 h. Luego, 20 μL de mezcla HEMA/HCPK (20/1, mol/mol) se añadieron a 200 mg de ZrO₂ MARIMO seco al vacío, y la mezcla se mezcló manualmente con mortero y mano. Luego se irradiaron con luz UV 1 h con mezcla intermitente cada 15 min. Procedimientos similares se usaron para preparar cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas con NIPAM, BMA, CHMA.

Preparación de Hidrogeles PNIPAM con Cargas ZrO₂

Hidrogeles consistentes en PNIPAM y cargas ZrO₂ se prepararon según método reportado previamente [37]. ZrO₂ MARIMO (24 mg, 0,02% p/p) se dispersó en 115 mL agua de ósmosis inversa con burbujeo N₂ antes de añadir NIPAM (36 g, 30% p/p) a la solución. La mezcla se agitó 30 min y luego KPS (0,18 g, 0,67 mmol) en agua (5 mL) y TMEDA (1,8 mL, 12 mmol) se añadieron sucesivamente. La mezcla se transfirió cuidadosamente a varios tubos de vidrio con diámetro interno 1,0 cm. El volumen muerto superior de los tubos se purgó con N₂ y los tubos se cerraron herméticamente con tapas de rosca y dejaron a 25 °C. Tras 3 días, los tubos se cortaron y los hidrogeles poliméricos se removieron. Las varillas de hidrogel obtenidas con diámetro 1,0 cm y longitud 3,0 cm se usaron para mediciones de resistencia mecánica. Procedimientos similares produjeron compuestos PNIPAM con cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas con HEMA, NIPAM, BMA, CHMA.

Ensayo Mecánico de Tracción de Compuestos Poliméricos

El ensayo mecánico de tracción se aplicó a especímenes en dirección axial. La longitud deformada del compuesto (deformación) y la fuerza aplicada (esfuerzo) se midieron usando un tensiómetro (AND MCT-2150) con velocidad de cabezal transversal 50 mm min⁻¹ a temperatura ambiente. En ensayos de tracción de todas las muestras compuestas, la elongación porcentual, 930%, es la limitación de la máquina. Se usaron diez muestras compuestas para ensayos, y al menos siete para análisis de datos. Notamos que compuestos con burbujas, agrietados por vidrio o por agarre de máquina se omitieron del análisis para garantizar calidad de datos. Resultados se presentan como media ± desviación estándar.

Métodos de Caracterización

Microscopía electrónica de barrido (SEM) en Hitachi SU8020 FE-SEM. Imágenes de microscopía electrónica de transmisión (TEM) en JEOL JEM-2100F. Mapeo STEM-EDX en modo campo claro (BF) en espectrómetro Oxford INCA X-max 80 EDX. Difractometría de rayos X (XRD) en Rigaku SmartLab (radiación Cu Kα, detector D/teX Ultra 250). Isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno en BEL Japan Inc. Belsorp Mini (II). Áreas superficiales específicas calculadas por método Brunauer-Emmett-Teller (BET), distribución de tamaño de poro por método Barrett-Joyner-Halenda (BJH). Calorimetría diferencial de barrido (DSC) en DSC7000X Hitachi High-Tech Science Corporation a 10 °C min^-1 de 0 a 100 °C en atmósfera N₂ en tres barridos. Cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) en JASCO PU-2080 Plus con dos columnas gel (KF-804L, KF-806L) y detector RI-2031 Plus en cloroformo calibrado con estándares poliestireno a 40 °C. Espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier de reflectancia difusa (DRIFTS) en FT/IR-4600 JASCO Corporation, espectros transformados Kubelka-Munk.

Resultados y Discusión

Propiedades de Superficie de ZrO₂ MARIMOs

Las propiedades físicas de cargas ZrO₂ se evaluaron por método BET, XRD y SEM. Un material de referencia, nanopartículas ZrO₂ comerciales, mostró morfología agregada rugosa (Fig. 2a,b) con área superficial específica 20 m² g⁻¹ (Tabla 1). Por el contrario, ZrO₂ MARIMO exhibió morfología mesoporosa esférica (Fig. 2c,d) con enorme área superficial específica (283 m² g⁻¹), 14 veces mayor que ZrO₂ comercial. ZrO₂ MARIMO sinterizado calentando a 700 °C 3 h en aire exhibió baja área superficial específica 6 m² g⁻¹ como se esperaba (Fig. 2e,f). La reducción extrema de área superficial indica que el tamaño de partícula primaria del ZrO₂ MARIMO sinterizado aumentó por calentamiento, confirmado por estimación de tamaño de partícula primaria desde ancho de pico XRD usando ecuación Scherrer y método BJH de análisis de isotermas adsorción-desorción nitrógeno (Tabla 1). Así, partículas primarias diminutas en ZrO₂ MARIMO aportaron enorme área superficial y estructura porosa con superficie nano cóncavo-convexa. Por tanto, mucha cantidad de materiales interactuará con la superficie nano cóncavo-convexa y poros del ZrO₂ MARIMO.

Imágenes SEM de a baja magnificación y b alta magnificación de ZrO₂ comercial, c baja y d alta magnificación de ZrO₂ MARIMO, e baja y f alta magnificación de ZrO₂ MARIMO sinterizado

DSC es herramienta poderosa para demostrar interacción entre superficie de carga ZrO₂ y moléculas orgánicas mediante fenómenos endo- o exotérmicos [45]. Antes de decoración de superficie de cargas ZrO₂ MARIMO por polímeros, seleccionamos monómero NIPAM como moléculas sonda para investigar interacción entre superficie de carga ZrO₂ y moléculas orgánicas sonda mediante DSC, ya que punto de fusión de monómero NIPAM es sensible a cristalinidad de sólido NIPAM [46]. Si sólido NIPAM está embebido en poros de materiales huésped, su punto de fusión se desplazaría a menor temperatura, ya que cristalinidad de sólido NIPAM nanoembebido en poros se vería fácilmente perturbada por perturbación de pared de poro frontera.

Los perfiles DSC de NIPAM solo, mezcla de nanopartículas ZrO₂ comerciales y monómero NIPAM (commercial ZrO₂/NIPAM), mezcla de ZrO₂ MARIMO y monómero NIPAM (ZrO₂ MARIMO/NIPAM), y mezcla de ZrO₂ MARIMO sinterizado y monómero NIPAM (sintered ZrO₂ MARIMO/NIPAM) con diferentes ratios ZrO₂/NIPAM en peso se muestran en Fig. S1, S2, S3. Monómero NIPAM mostró pico endotérmico en su punto de fusión 67,7 °C. En commercial ZrO₂/NIPAM, se observó desplazamiento gradual simple de picos DSC de 67,7 °C (NIPAM) a 64,8 °C según mayores contenidos ZrO₂ (Fig. S1, Tabla S1). Los picos endotérmicos a 64,8 °C atribuibles a punto de fusión de sólido NIPAM situado entre partículas primarias ZrO₂ comerciales.

Por el contrario, mayores desplazamientos de temperatura de 67,7 a 62,4 °C se reconocieron según mayores contenidos ZrO₂ MARIMO hasta ZrO₂ MARIMO/NIPAM = 50/50 (% p/p) en ZrO₂ MARIMO/NIPAM (Fig. S2, Tabla S1). Estos grandes desplazamientos demuestran claramente que ZrO₂ MARIMO tiene efecto positivo en estado sólido de monómero NIPAM embebido en poros MARIMO, donde mayor desplazamiento de picos endotérmicos podría corresponder a interacción más fuerte entre superficie de carga ZrO₂ y monómero NIPAM. Sin embargo, los picos endotérmicos se desplazaron a dirección opuesta de temperatura mayor 65,2 °C en ratio ZrO₂/NIPAM 50/50 a 80/20 (% p/p). Es difícil discutir conclusivamente, pero picos a 62,4 y 65,2 °C podrían atribuirse a puntos de fusión de sólido NIPAM embebido en poros profundos y gran cantidad de poros someros en ZrO₂ MARIMO, respectivamente. En sintered ZrO₂ MARIMO/NIPAM con superficie lisa, desplazamientos simples de picos endotérmicos a menor temperatura se mostraron proporcionales a contenidos sintered ZrO₂ MARIMO (Fig. S3, Tabla S1) similar a resultados commercial ZrO₂/NIPAM Fig. S1.

Así, la interacción positiva hallada entre ZrO₂ MARIMO y monómero NIPAM sería ventajosa para decoración de polímero sobre superficie ZrO₂ MARIMO.

Preparación de Hidrogeles PNIPAM con Cargas ZrO₂

Para evaluar efecto de estructura superficial de cargas ZrO₂ más, se eligieron hidrogeles PNIPAM con cargas ZrO₂, ya que resistencia de hidrogeles PNIPAM era sensible a propiedades de cargas. Hidrogeles PNIPAM se prepararon de soluciones acuosas con diferentes cantidades (20, 25, 30% p/p) NIPAM, KPS como iniciador radical, y TMEDA. Cuando gel de 20% p/p NIPAM se dejó a temperatura ambiente, cambió a sol en 60 min (Fig. S4a). Por el contrario, no se observó deformación estructural de forma de hidrogel con geles de 25 y 30% p/p NIPAM (Fig. S4b-c). Esfuerzo y deformación fueron 2,7 ± 0,2 kPa y >930% para hidrogeles PNIPAM 25% p/p, y 7,8 ± 0,2 kPa y 716 ± 106% para 30% p/p PNIPAM, respectivamente (Fig. S5, Tabla S2). Luego, seleccionamos el hidrogel PNIPAM 30% p/p más fuerte como matriz polimérica para evaluar efecto de cargas ZrO₂.

El contenido de carga ZrO₂ en hidrogeles PNIPAM se optimizó cambiando cantidad de carga ZrO₂ comercial (0,002 (2a), 0,02 (2b), 0,04% p/p (2c)) en hidrogel PNIPAM 30% p/p. Consecuentemente, compuesto 2a mostró mayor resistencia a tracción (9,5 ± 0,7 kPa), mientras 2b mostró mayor elongación (902 ± 28%) entre todos (Fig. S6, Tabla S3). De estos resultados, es difícil juzgar cuál (alta resistencia o larga elongación) es adecuado para cantidad de carga para preparar hidrogel polimérico. Luego, se calcularon áreas de perfiles para estimar cuánto trabajo necesario para romper estos compuestos. Consecuentemente, compuesto 2b mostró mayor trabajo entre todos (Tabla S3).

Así, condiciones 30% p/p NIPAM y 0,02% p/p carga ZrO₂ se fijaron en todos los experimentos.

Ensayos Mecánicos de Tracción de Compuestos Poliméricos

La resistencia mecánica a tracción obtenida de curvas esfuerzo-deformación se muestra en Fig. 3. El esfuerzo y deformación máximos de cada compuesto estimados de ensayos de tracción se resumen en Tabla 2. El efecto de morfología superficial de carga ZrO₂ en compuestos poliméricos puede clarificarse midiendo resistencia a tracción [41,42,43] de compuestos preparados con ZrO₂ comercial (2b), con ZrO₂ MARIMO nano cóncavo-convexo (3), y con ZrO₂ MARIMO sinterizado (4) con superficie lisa. Como resultado, compuesto 3 conteniendo MARIMO con superficie nano cóncavo-convexa mostró mayor resistencia a tracción última (9,2 ± 0,2 kPa) y menor elongación (746 ± 37%). Sin embargo, compuesto 4 con MARIMO sinterizado superficie lisa exhibió pobre resistencia a tracción 6,6 ± 0,3 kPa. Capacidades de elongación de 2b (902 ± 28%) y 4 (903 ± 19%) casi iguales. Generalmente, efecto de anclaje de superficie de carga en cadenas poliméricas y deslizamiento de cadenas poliméricas pueden estimarse del esfuerzo y deformación máximos obtenidos de ensayos de tracción [47]. Los resultados obtenidos indican claramente que la superficie nano cóncavo-convexa jugó papel crítico en resistencia a tracción de compuestos poliméricos como se esperaba, lo que puede ser efecto de anclaje entre superficie nano cóncavo-convexa y cadenas poliméricas en compuestos. Para conocer microestructura y distribución de cargas ZrO₂, usamos compuestos poliméricos liofilizados para observación SEM directa. Como resultado, confirmamos red polimérica uniforme de hidrogel pero no agregación ni aglomeración de cargas ZrO₂ (Fig. S7).

Curvas esfuerzo-deformación de tracción para compuestos hidrogel PNIPAM 30% p/p con 0,02% p/p cargas ZrO₂. Compuestos con 0,02% p/p ZrO₂ comercial (2b), con 0,02% p/p ZrO₂ MARIMO superficie nano cóncavo-convexa (3), y con 0,02% p/p ZrO₂ MARIMO sinterizado (4)

Efecto de Propiedades de Superficie de ZrO₂ MARIMO Impregnado con Polímero

Para completar estudio sistemático sobre relación entre superficie nano cóncavo-convexa de carga ZrO₂ MARIMO y cadenas poliméricas, modificamos superficie de carga ZrO₂ MARIMO por impregnación de polímero para enmascarar superficie nano cóncavo-convexa. Seleccionamos monómeros vinílicos como HEMA, NIPAM, BMA, CHMA para impregnar en poros de ZrO₂ MARIMO. Polimerización de monómeros impregnados en ZrO₂ MARIMO se logró por irradiación UV con fotoiniciador (HCPK). Progreso de polimerización se verificó por SEC de sobrenadante de dispersión ZrO₂ MARIMO impregnado/cloroformo (Tabla S4). Todas las muestras tuvieron pesos moleculares ~1000. En experimentos DRIFTS, no hay pico significativo indicando interacción entre polímero y ZrO₂ MARIMO (Fig. S8). En este sentido, estudiamos SEM y análisis STEM-EDX para confirmar impregnación. Como en Fig. 4, morfologías esféricas MARIMO se retuvieron tras tratamientos de impregnación. Análisis STEM-EDX (Fig. 5) muestra claramente que átomos Zr, C, O, y (N) distribuidos homogéneamente en cargas ZrO₂ MARIMO. Estos resultados indican que monómeros se impregnaron y polimerizaron uniformemente en nanocavidades y poros de MARIMO.

Imágenes SEM de a ZrO₂ MARIMO impregnado HEMA, b impregnado NIPAM, c impregnado BMA, d impregnado CHMA

Imágenes TEM y mapeo STEM-EDX de a ZrO₂ MARIMO impregnado HEMA, b impregnado NIPAM, c impregnado BMA, d impregnado CHMA

Ensayos Mecánicos de Tracción de Compuestos Poliméricos

La existencia del efecto de anclaje de superficie nano cóncavo-convexa de ZrO₂ MARIMO se estudió mediante ensayos de tracción. Compuestos poliméricos con ZrO₂ MARIMO impregnado HEMA (5), NIPAM (6), BMA (7), CHMA (8) se prepararon según procedimientos similares a compuestos 2b, 3, 4. Como muestran resistencias a tracción de curvas esfuerzo-deformación en Fig. 6, todos los compuestos 5-8 con cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas con polímero vinílico mostraron menor resistencia a tracción comparado con compuesto 3 con carga ZrO₂ MARIMO nano cóncavo-convexa (Tabla 3), sugiriendo efecto de anclaje de superficie reducido en todos casos de cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas con polímero. En cambio, mayor elongación de todos compuestos 5-8 con cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas se observó claramente, atribuible a deslizamiento de cadenas poliméricas de matriz en superficies de cargas MARIMO impregnadas con polímero. Así, cargas ZrO₂ MARIMO impregnadas con polímero en compuestos indujeron menor resistencia a tracción y mejoraron capacidad de elongación. Volviendo al ZrO₂ MARIMO prototipo, la superficie nano cóncavo-convexa jugó papel positivo en resistencia a tracción de compuestos poliméricos.

Curvas esfuerzo-deformación de tracción para compuestos hidrogel PNIPAM 30% p/p con 0,02% p/p ZrO₂ MARIMO superficie nano cóncavo-convexa (3), con 0,02% p/p ZrO₂ MARIMO impregnado HEMA (5), NIPAM (6), BMA (7), CHMA (8)

Conclusiones

La modificación de superficie de una carga ZrO₂ MARIMO con estructura nano cóncavo-convexa reveló importancia de interacciones de anclaje nanoescala entre superficie de carga y cadenas poliméricas de matriz mediante ensayos de tracción. Para investigar efecto de estructura nano cóncavo-convexa, modificamos superficie de carga ZrO₂ MARIMO por (i) calcinación de ZrO₂ MARIMO para alisar superficie nano cóncavo-convexa y (ii) impregnación de polímeros en poros ZrO₂ MARIMO para enmascarar superficie nano cóncavo-convexa. Ensayo mecánico de tracción se aplicó para estimar interacción entre superficie de cargas y cadenas poliméricas en compuestos. Los compuestos poliméricos conteniendo carga ZrO₂ MARIMO nano cóncavo-convexa mostraron mayor resistencia a tracción, mientras impregnación de polímero en cargas ZrO₂ MARIMO causó gran elongación. Así, la superficie nano cóncavo-convexa de carga ZrO₂ MARIMO interactuó positivamente con cadenas poliméricas de matriz para mejorar capacidad de resistencia a tracción, mientras enmascarar con polímero la superficie nano cóncavo-convexa de cargas ZrO₂ MARIMO mejoró capacidad de elongación. Consecuentemente, diseño racional de superficie de carga nos permitió entender interacción nanoescala de superficie de carga con matriz polimérica mediante ensayos mecánicos de tracción macroescala. Diferentes tipos de monómeros o polímeros, como iónicos, hidrofílicos, hidrofóbicos, pueden incorporarse en cargas MARIMO por técnica simple de impregnación para controlar propiedades de cargas MARIMO. Estudios adicionales sobre mejor dispersión de carga ZrO₂ en medios acuosos están en progreso.

Disponibilidad de Datos y Materiales

Todos los datos relevantes que apoyan los hallazgos de este estudio están disponibles del autor correspondiente a petición.

Abreviaturas

BET:

Brunauer-Emmett-Teller

BF:

Campo claro

BJH:

Barrett-Joyner-Halenda

BMA:

Metacrilato de bencilo

CHMA:

Metacrilato de ciclohexilo

DRIFTS:

Espectroscopía infrarroja de transformada de Fourier de reflectancia difusa

DSC:

Calorimetría diferencial de barrido

HCPK:

1-Hidroxiciclohexil fenil cetona

HEMA:

2-Hidroxietil metacrilato

KPS:

Persulfato de potasio

MARIMO:

Óxido metálico micro/mesoporosamente arquitectado redondamente integrado

NIPAM:

N-Isopropilacrilamida

PNIPAM:

Poli(N-isopropilacrilamida)

SEC:

Cromatografía de exclusión por tamaño

SEM:

Microscopía electrónica de barrido

TEM:

Microscopía electrónica de transmisión

TMEDA:

N,N,N',N'-tetrametiletilendiamina

XRD:

Difractometría de rayos X

ZrO₂:

Zirconia