{"id":1041,"date":"2020-09-20T11:36:12","date_gmt":"2020-09-20T16:36:12","guid":{"rendered":"https:\/\/www.smls.mx\/?page_id=1041"},"modified":"2020-09-20T16:41:17","modified_gmt":"2020-09-20T21:41:17","slug":"espectroscopia-de-luz-sincrotron","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/smls.mx\/?page_id=1041","title":{"rendered":"Espectroscop\u00eda de luz sincrotr\u00f3n"},"content":{"rendered":"\t\t
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La espectroscop\u00eda de rayos X informa sobre la composici\u00f3n elemental, el estado qu\u00edmico y las propiedades f\u00edsicas de materiales inorg\u00e1nicos y sistemas biol\u00f3gicos. Variar la energ\u00eda de la luz sincrotr\u00f3n de forma continua se asemeja a \u201csintonizar\u201d un radio de manera continua. Sintonizando la energ\u00eda de los haces de luz sincrotr\u00f3n se obtienen los espectros de la absorci\u00f3n, la reflectividad o la fluorescencia de la muestra para un intervalo de energ\u00edas dado. En la regi\u00f3n de los rayos X, todos los elementos qu\u00edmicos absorben fuertemente los fotones en ciertas energ\u00edas (llamadas \u201cbordes de absorci\u00f3n\u201d) que son caracter\u00edsticas de esa especie at\u00f3mica. Haciendo incidir los rayos X sobre un material se provoca la emisi\u00f3n de rayos X propios de los elementos que forman ese material, y su detecci\u00f3n se llama fluorescencia de rayos X (XRF). Cuando se var\u00eda la energ\u00eda del rayo X incidente en la zona del borde de absorci\u00f3n se excitan efectos parecidos a los que ocurren al provocar ondas conc\u00e9ntricas con una piedra en un estanque de agua. Esta t\u00e9cnica se denomina espectroscop\u00eda de estructura fina de la absorci\u00f3n de rayos X (XAFS). Los cient\u00edficos utilizan rayos X, infrarrojos, rayos ultravioletas y luz visible para revelar diferentes caracter\u00edsticas de las muestras. A continuaci\u00f3n, presentamos varios ejemplos de la aplicaci\u00f3n de la espectroscop\u00eda de luz sincrotr\u00f3n en diversos campos de la ciencia y la cultura.<\/span><\/p>

Se consideran nanopart\u00edculas (NP) a las part\u00edculas de 100 nm o menos. Las NP se utilizan en medicina, electr\u00f3nica, cat\u00e1lisis, cosm\u00e9ticos y productos farmac\u00e9uticos. Las NP tienen propiedades f\u00edsicas y qu\u00edmicas dadas no solo por su composici\u00f3n, sino que influye tambi\u00e9n su morfolog\u00eda. El tama\u00f1o, la forma, la pureza y la reactividad qu\u00edmica de las NP determinan su destino y efectos en el ambiente y los organismos vivos. Las NP de di\u00f3xido de cerio CeO2 (NP-Ce) se aplican en catalizadores, agentes de pulido, aditivos de combustible y microelectr\u00f3nica.<\/span><\/p>

Se realiz\u00f3 un estudio del efecto de suspensiones de NP-Ce en la germinaci\u00f3n y crecimiento de las ra\u00edces de semillas de alfalfa, ma\u00edz, pepino y tomate mediante XAFS en la l\u00ednea 7\u20133 del sincrotr\u00f3n de la Universidad de Stanford (Stanford Synchrotron Radiation Lightsource, SSRL), California, Estados Unidos [4]. Los resultados mostraron que a partir de concentraciones dadas de NP-Ce se redujo significativamente tasa de germinaci\u00f3n del ma\u00edz, tomate y pepino. El crecimiento de las ra\u00edces aument\u00f3 en pepino y ma\u00edz, pero se redujo en alfalfa y tomate. Casi siempre las NP-Ce promovieron el alargamiento de los brotes en las cuatro especies de plantas. Los datos de XAFS comprobaron la presencia de NP-Ce dentro de los tejidos de las cuatro especies de plantas. La figura 5<\/strong> muestra los espectros de XAFS del borde de absorci\u00f3n llamado L3 del cerio en la zona cercana la energ\u00eda del borde (o zona XANES) para las nanopart\u00edculas y las ra\u00edces de las plantas estudiadas bajo la influencia de las NP-Ce.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 5.<\/strong> De arriba hacia abajo: Espectros XANES del borde de absorci\u00f3n L3 del Ce para las nanopart\u00edculas (NP) de CeO2 y las ra\u00edces sometidas a la presencia de NP-Ce de pepino, alfalfa, tomate y ma\u00edz, respectivamente [4]. Figura reproducida con permiso de \u201cL\u00f3pez-Moreno, M. L., de la Rosa G., et al., X-ray Absorption Spectroscopy (XAS) Corroboration of the Uptake and Storage of CeO2 Nanoparticles and Assessment of Their Differential Toxicity in Four Edible Plant Species. J. Agric. Food. Chem. 2010, 58 (6), 3689-3693. Copyright 2010 American Chemical Society\u201d.<\/span><\/p>

En el sincrotr\u00f3n ESRF de Grenoble se desarrollan sistem\u00e1ticamente investigaciones de la contaminaci\u00f3n por elementos t\u00f3xicos y sus posibles efectos en la salud. Un ejemplo es el mapeo con haces microsc\u00f3picos de luz sincrotr\u00f3n por nano-fluorescencia de rayos X (\u03bd-XRF) y microscop\u00eda de la Transformada de Fourier de luz infrarroja (\u03bc-FTIR) para analizar el destino y los efectos de los pigmentos del tatuaje en la piel humana [5]. El mapeo \u03bc-XRF identific\u00f3 y localiz\u00f3 elementos qu\u00edmicos t\u00f3xicos de las part\u00edculas de tatuaje en secciones de piel y en tejido de ganglios linf\u00e1ticos. Se pudo comprobar que los elementos como f\u00f3sforo (P), cloro (Cl), bromo (Br) y titanio (Ti) se localizan en la dermis de la persona donante y que viajan hasta los ganglios linf\u00e1ticos. La figura 6<\/strong> presenta una secuencia de im\u00e1genes de microscop\u00eda de luz visible, de luz fluorescente visible y de m-XRF de la piel y ganglios del trabajo [5].\u00a0\u00a0<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t

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Figura 6.<\/strong> (a) Im\u00e1genes de microscop\u00eda de luz visible (VLM) del \u00e1rea mapeada por \u03bc-XRF [5]. Los pigmentos del tatuaje est\u00e1n indicados por una flecha roja. (b) Tinte de secciones adyacentes que muestran los n\u00facleos celulares. (c) Mapas \u03bc-XRF de P, Ti, Cl y \/ o Br. Para el ganglio linf\u00e1tico, las \u00e1reas de tama\u00f1o similar est\u00e1n marcadas en (a) y (b). (d) Espectros de \u03bc-XRF promedio sobre el \u00e1rea completa mostrada en (c). (e) Espectros \u03bc-XANES del borde de absorci\u00f3n K del Ti de piel y ganglios linf\u00e1ticos en comparaci\u00f3n con espectros XANES de transmisi\u00f3n de material de referencia de rutilo, anatasa y un c\u00e1lculo de mezcla de rutilo \/ anatasa en proporciones 80\/20.<\/span><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

La espectroscop\u00eda de rayos X informa sobre la composici\u00f3n elemental, el estado qu\u00edmico y las propiedades f\u00edsicas de materiales inorg\u00e1nicos y sistemas biol\u00f3gicos. Variar la energ\u00eda de la luz sincrotr\u00f3n de forma continua se asemeja a \u201csintonizar\u201d un radio de manera continua. Sintonizando la energ\u00eda de los haces de luz sincrotr\u00f3n se obtienen los espectros de la absorci\u00f3n, la reflectividad<\/p>\n

Leer m\u00e1s<\/a><\/p>\n

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