ES2311879T3 - Materiales compuestos que comprenden nanoparticulas exfoliadas cargadas con metales. - Google Patents

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Abstract

Un material compuesto que comprende (a) una nanopartícula exfoliada que tiene una superficie y (b) un metal seleccionado entre los Grupos 3 a 12, aluminio y magnesio, en el que el metal está cargado sobre la superficie de la nanopartícula.

Description

Materiales compuestos que comprenden nanopartículas exfoliadas cargadas con metales.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a materiales compuestos que son nanopartículas funcionalizadas y, en particular, nanoarcillas cargadas con metales. Adicionalmente, la presente invención se refiere a un procedimiento para formar tales materiales compuestos.
Antecedentes de la invención
Durante siglos se ha sabido que el metal plata es un agente capaz de matar muchas especies microbianas diferentes. La plata se ha usado comúnmente para purificar soluciones para beber o administrar a individuos enfermos antes de existir los modernos antibióticos. Incluso después del descubrimiento de la penicilina, se han usado frecuentemente soluciones coloidales de plata en los casos en que bacterias problemáticas se han convertido en resistentes a los antibióticos.
Hoy en día hay disponibles soluciones coloidales de plata. Sin embargo, con frecuencia son inestables y tienen una vida hasta caducidad corta. Esto es debido a la tendencia a agregarse de las partículas de plata y formar agrupamientos tan grandes que ya no se mantienen en suspensión. Por esta razón, a las soluciones se añaden agentes formadores de geles, no deseados, para mantener en suspensión las partículas de plata por evitar la agregación de partículas. Otro problema de las soluciones disponibles comercialmente es que la mayor parte del contenido de plata usualmente se encuentra que está como iones plata. Esto plantea un gran problema en aplicaciones médicas en las que los iones plata se combinan rápidamente con los ubicuos cloruros para formar un precipitado blanco insoluble.
Se han conocido nanopartículas a usar como cargas, como se describe en la patente U.S. nº. 6.492.453, como revestimientos según se describe en el documento US 2003/0185964 y como componentes de espuma según se describe en la patente U.S. nº. 6.518.324.
En el documento US 2002/0150678 se describen sistemas de nanopartículas a usar en una composición y un procedimiento para impartir beneficios modificadores de la superficie a superficies blandas y duras. En particular, esta solicitud describe un revestimiento de superficie blando para artículos tales como telas y prendas de vestir.
El documento US-B-4739007 describe un procedimiento en el que un mineral de arcilla se hincha inicialmente y la arcilla hinchada se intercala luego con un monómero orgánico, que se polimeriza in situ para producir un material de arcilla reforzado.
El documento US-B-5985169 describe composiciones secuestradoras de oxígeno preparadas por impregnación con un metal de partículas inorgánicas porosas tales como sílice, arcilla o zeolita.
El documento WO 2004/108589, que forma parte del estado de la técnica en virtud del Artículo 54(3) de CPE, describe la producción de nanopartículas de metal por revestimiento de una superficie de sílice nanoestructurada con partículas metálicas.
El documento WO 00/78281 describe el uso de nanopartículas de plata en varias formulaciones medicinales y cosméticas. Estas nanopartículas están constituidas sólo por plata.
Se han usado ampliamente materiales inorgánicos en partículas, tales como arcillas, silicatos y alúmina en combinación con compuestos detergentes y de colada coadyuvantes para impartir alguna forma de beneficios de control y/o suavizante de telas.
La presente invención se refiere a materiales compuestos que comprenden un metal cargado sobre nanopartículas exfoliadas. Tales nanopartículas funcionalizadas se pueden incorporar en materiales sólidos y líquidos para intensificar o modificar sus características físicas de masa y de comportamiento. En una realización, el metal es plata y la nanopartícula comprende una nanoarcilla. El ion plata se reduce al estado neutro de metal (Ag^{0}) y se carga en la nanoarcilla. Las nanoarcillas revestidas con plata tienen en particular excelentes propiedades antimicrobianas y representan una alternativa menos cara al uso de soluciones de plata coloidal. Tales nanopartículas preparadas de acuerdo con la invención son estables y usan menos metal plata para generar la misma cuantía de superficie de partículas de plata sólida, por lo que son más eficaces en cuanto al coste.
Sumario de la invención
La invención proporciona un material compuesto que comprende (a) una nanopartícula que tiene una superficie y (b) un metal seleccionado entre los Grupos 3 a 12, aluminio y magnesio, en el que el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula.
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La invención proporciona también un procedimiento para producir un material compuesto que comprende una nanopartícula exfoliada que tiene un revestimiento de metal, procedimiento que comprende: (a) reducir a metal un ion metálico, (b) exfoliar un material de partida par formar una nanopartícula y (c) poner en contacto el metal con la nanopartícula exfoliada, en el que las etapas (a) y (b) se pueden realizar secuencialmente en cualquier orden o simultáneamente y el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula exfoliada.
La invención proporciona además soluciones, sólidos, geles, composiciones de revestimiento, compuestos cosméticos y farmacéuticos y artículos de manufactura que comprenden tal material compuesto.
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Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 representa la distribución del tamaño de partícula del material del Ejemplo 1,
la Figura 2 representa la distribución del tamaño de partícula del material del Ejemplo 5,
la Figura 3 representa la distribución del tamaño de partícula del material del Ejemplo 6,
la Figura 4 representa la distribución del tamaño de partícula del material del Ejemplo 7.
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Descripción detallada de la invención
Cada límite que se indica a lo largo de esta memoria incluye cada límite inferior o superior según sea el caso, como si tal límite inferior o superior se hubiera escrito expresamente.
Nanopartículas, según se usa aquí, significa partículas (incluidas partículas con forma de varillas, partículas con forma de disco, partículas con forma de plaquetas, partículas con forma tetraédrica), fibras, nanotubos o cualesquier otros materiales que tienen dimensiones de nanoescala. En una realización, las nanopartículas tienen un tamaño medio de partícula de 1 a 1000 nanómetros, preferiblemente de 2 a aproximadamente 750 nanómetros. Esto es, las nanopartículas tienen una dimensión máxima (por ejemplo, diámetro o longitud) de 1 a 1000 nm. Los nanotubos pueden incluir estructuras de una longitud de hasta 1 cm, alternativamente, con un tamaño de partícula de 2 a 50 nanómetros. Las nanopartículas tienen una relación de superficie a volumen muy alta. Las nanopartículas pueden ser cristalinas o amorfas. Se puede usar un único tipo de nanopartículas o mezclas de diferentes tipos de nanopartículas. Si se usa una mezcla de nanopartículas, pueden estar distribuidas homogéneamente o no homogéneamente en el material compuesto o un sistema o composición que contiene el material compuesto.
Son ejemplos de distribución adecuada de tamaños de partícula de nanopartículas, las que están en el intervalo de 2 nm a menos de 750 nm, alternativamente, de 2 nm a menos de 200 nm y, alternativamente, de 2 nm a menos de 150 nm. Ha de entenderse también que ciertas distribuciones del tamaño de partícula pueden ser útiles para proporcionar ciertos beneficios, y que otras distribuciones del tamaño de partícula pueden ser útiles para proporcionar otros beneficios (por ejemplo, la intensificación de color requiere un Intervalo de distribución del tamaño de partícula que no es el requerido para otras propiedades). El tamaño medio de partícula de un lote de nanopartículas puede ser diferente de la distribución del tamaño de partícula de esas nanopartículas. Por ejemplo, un silicato sintético con capas puede tener un tamaño medio de partícula de 25 nanómetros, mientras que su distribución del tamaño de partícula generalmente variará entre 10 nm y 40 nm. Ha de tenerse en cuenta que las distribuciones del tamaño de partícula descritas aquí son para nanopartículas cuando están dispersadas en un medio acuoso y que el tamaño medio de partícula está basado en la media de la distribución del tamaño de partícula.
De acuerdo con la invención, las partículas están exfoliadas. En particular, un material en partículas se exfolia o se desembolsa para formar las nanopartículas. Tal material de partida puede tener un tamaño medio de partícula de hasta 50 micrómetros (50.000 nanómetros).
La nanopartícula puede comprender, por ejemplo, nanoarcillas naturales o sintéticas, inclusive las hechas a partir de arcillas amorfas o estructuradas.
En una realización, la nanopartícula exfoliada es una arcilla. En otra realización la nanopartícula es una nanopartícula hinchable o un aducto de ella. Una nanopartícula hinchable tiene iones unidos débilmente en posiciones de intercapa que se pueden hidratar o que pueden absorber disolventes orgánicos. Generalmente, estas nanoarcillas hinchables tienen una carga catiónica o aniónica baja, esto es, de menos de 0,9 unidades de carga por unidad de celda.
Tal como se usa aquí, "aductos" significa nanoarcillas hinchables, esto es, las que se hinchan en disolventes orgánicos, no acuosos, tales como disolventes polares y no polares. Se pueden preparar haciendo reaccionar una nanoarcilla hinchable con agua con un material orgánico que se une a la nanoarcilla hinchable. Entre los ejemplos de tales materiales orgánicos de unión está incluido un compuesto de amonio cuaternario que tiene la estructura
R_{1}R_{2}R_{3}R_{4}N^{+} \ X^{-}
en la que
R_{1}, R_{2}, R_{3} y R_{4}, cada uno independientemente, se seleccionan entre H, alquilo C_{1-22}, alquenilo C_{1-22} y arilalquilo C_{1-22}, con tal que como mínimo uno de los grupos R sea un alquilo, alquenilo o arilalquilo, y
X es la nanoarcilla hinchable con agua.
La nanoarcilla hinchable puede ser amorfa o estructurada, esto es, que incluya hojas o capas, en la que una combinación de tales capas se denomina estructura reticular. Entre los ejemplos de nanoarcillas adecuadas que tienen estructura reticular están incluidos el tipo de pirofilita (dioctaédrica), el tipo de talco (trioctaédrica) o mezclas de ellos. Entre las clases de nanoarcillas estructuradas hinchables adecuadas están incluidas las nanoarcillas de esmectita, nanoarcillas de sepiolita, nanoarcillas de zeolita, nanoarcillas de paligorskita o mezclas de ellas.
Los ejemplos de nanoarcillas hinchables amorfas incluyen alofana e imogolita.
En una realización, las nanopartículas se producen a partir de materiales de partida tales como Nanomer® 1,34TCN (adquirible de Nanocor), que tienen un tamaño de partícula de 10 a 18 micrómetros (10000-18000 nanómetros. En otra realización, las partículas se hacen de PGV (también adquirible de Nanocor) que tiene un tamaño de partícula de 20 a 25 micrómetros. En otra realización se usa PGV exfoliado que tiene un tamaño de partícula en el intervalo de 1-3 nanómetros. En otras realizaciones se usan Nanomer® 1.34TCN y Nanomer® 30E que tienen un tamaño de partícula en el intervalo de 1 a 9 nanómetros.
La alúmina boehmita puede tener una distribución del tamaño medio de partícula de 2 a 750 nm.
Los minerales de arcilla en capas se pueden usar como materiales de partida para las nanopartículas exfoliadas. Los minerales de arcilla en capas adecuados para uso en la presente invención incluyen los de las clases geológicas de esmectitas, los caolines, las ilitas, los cloritos, las atapulgitas y las arcillas en capas mixtas. Son ejemplos típicos de arcillas específicas que pertenecen a estas clases esmectitas, caolines, ilitas, cloritos, atapulgitas y arcillas en capas mixtas. Las esmectitas, por ejemplo, incluyen la montmorilonita, bentonita, pirofilita, hectorita, saponita, sauconita, nontronita, talco, beidelita, volchonscoíta, stevensita y vermiculita. En una realización se prefiere nanoarcilla de montmorilonita. Véase la patente U.S. nº. 5.869.033. Los caolines incluyen caolinita, diquita, nacrita, antigorita, anauxita, halosita, indelita y crisotilo. Las ilitas incluyen bravaisita, muscovita, paragonita, flogopita y biotita. Los cloritos incluyen corrensita, peninita, donbasita, sudoíta, penina y clinocloro. Las atapulgitas incluyen sepiolita y poligorsquita. Las arcillas en capas mixtas incluyen alevardita y vermiculitabiotita. Las variantes y sustituciones isomorfas de estos minerales de arcilla en capas ofrecen aplicaciones singulares.
Los minerales de arcilla en capas pueden ser naturales o sintéticos. Por ejemplo, como material de partida para las nanopartículas se pueden usar hectoritas, montmorilonitas y bentonitas naturales o sintéticas.
Típicamente, los minerales de arcilla en capas existen como minerales de silicato en capas y, menos frecuentemente, como minerales amorfos. Un mineral de silicato en capas tiene hojas de SiO_{4} tetraédrico dispuestas en una estructura reticular bidimensional. Un mineral de silicato en capas de tipo 2:1 tiene una estructura laminar de varias a varias decenas de hojas de silicato que tienen una estructura de tres capas en la que una hoja octaédrica de magnesio o una hoja octaédrica de aluminio está interpuesta entre dos hojas tetraédricas de sílice.
Una hoja de un silicato en capas expandible tiene una carga eléctrica negativa y la carga eléctrica está neutralizada por la existencia de cationes de un metal alcalino o un metal alcalinotérreo. La esmectita o la mica expandible se puede dispersar en agua para formar un sol con propiedades tixotrópicas. Además, se puede formar una variante compleja de la arcilla del tipo de esmectita por reacción con varios compuestos orgánicos o inorgánicos. Un ejemplo de tal complejo orgánico, una arcilla organófila en la que se introduce un ion dimetildioctadecilamonio (un ion de amonio cuaternario) por intercambio catiónico. Éste se ha producido industrialmente y se ha usado como gelificante o revestimiento.
Las nanoarcillas sintéticas se pueden emplear en la invención. Con un control apropiado del proceso, los procedimientos para la producción de nanoarcillas dan partículas primarias que son nanoescalares. Sin embargo, usualmente las partículas no están presentes en forma de partículas discretas, sino que predominantemente asumen la forma de aglomerados debido a la consolidación de las partículas primarias. Tales aglomerados pueden alcanzar diámetros de varios miles de nanómetros, por lo que no se pueden alcanzar las características deseadas asociadas con la naturaleza nanoescalar de las partículas. Las partículas se pueden desaglomerar, por ejemplo, por molienda según se describe en el documento EP-A-637.616, o por dispersión en un medio soporte adecuado tal como agua o agua/alcohol y sus mezclas.
Entre los materiales sintéticos para hacer nanoarcillas adecuadas están incluidos silicatos hidrosos en capas, silicato de aluminio hidroso en capas, fluorosilicatos, mica-montomrilonita, hidrotalcita, silicato de litiomagnesio y fluorosilicato de magnesio. Un ejemplo de variante sustitutiva de silicato de litiomagnesio es aquella en la que el grupo hidroxilo está parcialmente sustituido con flúor. El litio y el magnesio también pueden ser sustituidos parcialmente por aluminio. El silicato de litiomagnesio puede ser isomórficamente sustituido por cualquier miembro seleccionado entre el grupo constituido por aluminio. El silicato de litiomagnesio puede ser isomórficamente sustituido por cualquier miembro seleccionado entre el grupo constituido por magnesio, aluminio, litio, hierro, cromo, zinc y mezclas de ellos.
Como material de partida para las nanopartículas se puede usar, por ejemplo, hectorita sintética que se comercializa con el nombre comercial de LAPONITE^{MC} por Southern Clay Products, Inc. Hay muchas calidades o variantes y se comercializan sustituciones isomorfas de Laponite^{MC}. Son ejemplos de hectoritas comerciales, LAPONITE B^{MC}, LAPONITE S^{MC}, LAPONITE XLS^{MC}, LAPONITE RD^{MC}, LAPONITE XLG^{MC} y LAPONITE RDS^{MC}.
Las hectoritas sintéticas no contienen flúor. Una sustitución isomorfa del grupo hidroxilo con flúor producirá arcillas sintéticas denominadas fluorosilicatos de sodiomagnesiolitio, que también se pueden usar como material de partida. Estos fluorosilicatos de sodiomagnesiolitio, comercializados como LAPONITE^{MC} y LAPONITE S^{MC} pueden contener hasta aproximadamente 10% en peso de iones flúor. El contenido útil de iones flúor en las composiciones descritas aquí es de hasta aproximadamente 10% en peso o más. LAPONITE B^{MC}, un fluorosilicato de sodiomagnesiolitio, tiene una forma plana, circular del tipo de disco, con un tamaño medio de partícula, dependiendo del contenido de ion fluoruro, de aproximadamente 25-100 nanómetros. Por ejemplo, en una realización no limitativa se puede usar LAPONITE B^{MC} que tiene un diámetro de aproximadamente 25-40 nanómetros y un espesor de aproximadamente 1 nm. Otra variante, denominada LAPONITE S^{MC}, contiene aproximadamente 6% en peso de pirofosfato tetrasódico como aditivo.
En una realización, como material de partida se usa Laponite XLS^{MC} para la nanopartícula y como metal se carga sobre ella plata. La Laponite XLS tiene capas de silicato tetraédrico unidas por magnesio octaédrico y puentes de hidroxilo. Esta estructura permite la exfoliación y modificación por intercalación o por adsorción de metal a la superficie de nanoarcilla. En el caso de intercalación, el metal se inserta entre las capas de la nanoarcilla. En el caso de adsorción superficial, el metal se une a la superficie de la nanoarcilla. La Laponite XLS^{MC} es ventajosa porque es sintéticamente consistente y pura y se exfolia con un esfuerzo mínimo para formar nanopartículas. La superficie de la nanopartícula se cubre con iones sodio para equilibrar la carga negativa de los muchos grupos silicato.
En algunos casos, la relación de aspecto de las nanopartículas exfoliadas es de interés en la formación de películas que comprenden material compuesto con características deseadas. La relación de aspecto de dispersiones se puede caracterizar adecuadamente por TEM (microscopía electrónica de transmisión).
La relación de aspecto de las nanopartículas en una realización puede ser de 100 a 250. En otra realización, la relación de aspecto de las nanopartículas puede ser de 200 a 350.
Por ejemplo, la relación de aspecto media de partículas individuales de LAPONITE B^{MC} es de aproximadamente 20-40 y la relación de aspecto media de partículas individuales de LAPONITE RD^{MC} es de aproximadamente 10-15. La LAPONITE B^{MC} se presenta en las dispersiones como partículas de arcilla esencialmente individuales o agrupación de dos partículas de arcilla. La LAPONITE RD^{MC} se presenta esencialmente como agrupaciones de dos o más partículas de arcilla individuales.
En algunas realizaciones, para la formación de película puede ser deseable una relación de aspecto alta. También es de interés la relación de aspecto de nanopartículas exfoliadas dispersadas en un medio soporte tal como agua. La relación de aspecto de nanopartículas exfoliadas dispersadas en un medio es más baja cuando se agrupan las partículas.
En ciertas realizaciones puede ser deseable que al menos algunas nanopartículas individuales (no agregadas) con forma de plaquetas o discos tengan como mínimo una dimensión que es mayor que o igual a 0,5 nm y una relación de aspecto mayor que o igual a 15. Unas relaciones de aspecto mayores pueden ser más deseables para nanopartículas con forma de disco que para nanopartículas con forma de varillas.
La relación de aspecto de nanopartículas en forma de varilla puede ser menor que la de nanopartículas con forma de disco o plaqueta mientras que se mantienen las propiedades formadoras de película. En ciertas realizaciones puede ser deseable que al menos algunas de las nanopartículas con forma de varilla tengan una dimensión que es de 0,5 o más y una relación de aspecto que es de 3 o más.
Generalmente, la relación de aspecto de nanopartículas con forma de esferoide es de 5 o más. Las nanopartículas preferidas para las realizaciones presentadas en esta memoria tienen relaciones de aspecto de 250 o menos. En otras realizaciones puede ser deseable que las nanopartículas tengan una relación de aspecto menor que 10.
De acuerdo con la invención, para funcionalizar la nanopartícula se usa un metal o varios. En particular, el metal se carga sobre la nanopartícula exfoliada por uno o varios procedimientos, incluidos intercalación, adsorción o intercambio iónico. Es ventajoso que el metal retenga sus valiosas propiedades mientras que está sobre la nanopartícula, por ejemplo, en el caso de la plata, sus propiedades antimicrobianas. El término cargado, tal como se usa aquí, incluye la cobertura completa de la superficie de las nanopartículas o, alternativamente, sólo una porción de la superficie.
En una realización, el metal se selecciona entre los Grupos 3 a 12 de la tabla periódica de elementos, aluminio y magnesio. Preferiblemente, el metal se selecciona entre plata, cobre, zinc, manganeso, platino, paladio, oro, calcio, bario, aluminio, hierro y mezclas de ellos. En una realización particularmente preferida, el metal es plata.
El metal o los metales se pueden seleccionar basándose en el efecto deseado a alcanzar con el uso del material compuesto. Por ejemplo, la plata se puede seleccionar a causa de sus conocidas propiedades antibacterianas.
El metal se puede cargar sobre la partícula por intercalación. Por ejemplo, en particular, los iones plata se pueden insertar entre las varias capas de nanopartícula en capas poniéndolos en un "agujero" para maximizar interacciones favorables entre el ion plata cargado positivamente y los varios tipos de oxígeno de la estructura de silicato. Se ha visto que los iones plata tienen propiedades antimicrobianas y que la Laponite® que contiene ion plata intercalada retiene esas propiedades. La intercalación es también posible con otros iones metálicos tales como cobre, zinc o manganeso.
También se puede cargar el metal sobre la nanopartícula por intercambio iónico. Por ejemplo, la superficie de las plaquetas de Laponite® principalmente está compuesta por iones sodio, que existen para neutralizar los átomos de oxígeno cargados negativamente dados por la estructura de silicato de la capa subyacente. Cuando se añaden iones metálicos cargados positivamente a una solución de Laponite® exfoliada, una fracción de los iones sodio de la superficie es desplazada por los cationes metálicos añadidos.
El metal se puede cargar también sobre la partícula por adsorción. Por ejemplo, ciertos grupos funcionales tales como los grupos amina, amonio y carboxilo se unen fuertemente con la cara o el borde de una plaqueta de Laponite®. Los iones metálicos se pueden modificar por adición de estos ligandos de manera que sean capaces de unirse fuertemente a la superficie de la Laponite® Seguidamente se representa la secuencia de reacciones para un ejemplo:
\quad
2AgNO_{3} + 2NaOH \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm Ag_{2}O + 2NaNO_{3} + H_{2}O
\quad
Ag_{2}O + 4NH_{3} + H_{2}O \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm 2Ag(NH_{3})_{2}OH
El producto final, 2Ag(NH_{3})_{2}OH, se pone en contacto con la Laponite®, con lo que el 2Ag(NH_{3})_{2}OH se une a la cara de Laponite®.
En una realización de la invención, un ion metálico se reduce a metal (0) en presencia de un material de partida que se exfolia para formar una nanopartícula. La reducción y la exfoliación pueden realizarse secuencialmente (efectuándose primeramente cualquiera de las etapas) o simultáneamente después de poner en contacto el metal con la nanopartícula exfoliada/el material de partida. El metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula exfoliada.
En una realización de la invención, el metal es plata, que se carga sobre la partícula por intercalación usando reactivo de Tollen. El reactivo de Tollen es una conocida especie de plata capaz de reducirse con un aldehído o una cetona para que se forme plata metal (0).
\quad
Ag(NH_{3})_{2}OH^{+} + glucosa \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm Ag^{0}
El material compuesto se puede incorporar en una variedad de sistemas, materiales y composiciones, incluidos líquidos, sólidos, geles, composiciones de revestimiento, composiciones cosméticas y farmacéuticas. El material compuesto puede incorporarse en estructuras o artículos de manufactura tales como artículos absorbentes, artículos para el cuidado de heridas, superficies blandas o superficies duras. Las composiciones que contienen el material compuesto pueden ser soluciones o materiales secos, que están revestidos, aplicados, son extruidos, proyectados, etc., como se describe más adelante. Tales composiciones pueden tener usos finales en aplicaciones de fabricación, comerciales, industriales, personales o domésticas.
Se pueden emplear sistemas que comprenden el material compuesto para conseguir los beneficios deseados, por ejemplo, mejoras de la capacidad de absorción, mojabilidad, adaptabilidad, confortabilidad, control de malos olores, lubricación, propiedades antiinflamatorias, propiedades antifúngicas, modificación de la fricción superficial, flexibilidad, transparencia, módulo elástico, resistencia a tracción, intensificación del color, viscosidad, suavidad y resistencia del gel.
En ciertas realizaciones, la presencia del material compuesto en una composición no afecta a las propiedades deseables de la composición, por ejemplo, la transparencia. La adición del material compuesto a una composición líquida, por ejemplo, no alterará la transparencia de la composición resultante comparativamente con el material líquido original que no contiene el material compuesto. Además, dado que las nanopartículas tienen una gran superficie específica, el material compuesto también permitirá incluir concentraciones más altas de metales en la formulación global, tal como las de tratamiento de infecciones.
Las composiciones de la invención pueden comprender el material compuesto y cualesquier otros ingredientes apropiados para el uso previsto de las composiciones. Algunas composiciones de la invención pueden comprender (a) el material compuesto, que puede ser una cantidad eficaz del material compuesto; (b) un medio soporte adecuado, y (c), opcionalmente, uno o varios ingredientes cadyuvantes. Los ingredientes coadyuvantes pueden ser, por ejemplo, tensioactivos o moléculas funcionalizadas cargadas que tienen propiedades seleccionadas entre el grupo constituido por sustancias hidrófilas, hidrófobas o mezclas de ellas asociadas con al menos algo del material compuesto, o ambos.
Alternativamente, en composiciones útiles para revestir una variedad de superficies blandas que necesitan ser tratadas se puede incluir una cantidad eficaz del material compuesto descrito antes. Tal como se usa aquí, una cantidad eficaz de material compuesto se refiere a la cantidad de material compuesto necesaria para impartir el beneficio deseado a la superficie blanda. Tales cantidades efectivas puede averiguarlas fácilmente un experto en la técnica basándose en muchos factores tales como el material compuesto particular usado, la naturaleza de la superficie blanda si se requiere una composición líquida o seca (por ejemplo, granular o en polvo).
La composición se puede aplicar a las superficies por lavado, proyección, inmersión, pintando, restregando o de otra manera con el fin de aportar un revestimiento, especialmente un revestimiento transparente, que cubra como mínimo 0,5% de la superficie o cualquier porcentaje mayor de la superficie, que incluya: como mínimo 5%, como mínimo 10%, como mínimo 30%, como mínimo aproximadamente 50%, como mínimo 80% y como mínimo 100% de la superficie. Consecuentemente, el revestimiento puede ser continuo o discontinuo.
Si la composición de revestimiento se ha de proyectar sobre la superficie, la viscosidad de la composición de revestimiento debe ser tal que sea capaz de pasar a través de la boquilla del dispositivo de proyección. Tales viscosidades son bien conocidas. La composición debe ser capaz de experimentar una dilución por cizallamiento de manera que sea capaz de ser proyectada.
Los medios soporte adecuados para las composiciones que contienen el material compuestos incluyen líquidos, sólidos y gases. Un soporte adecuado es agua, que puede ser destilada, desionizada o agua corriente. El agua es valiosa debido a se bajo coste, disponibilidad, seguridad y compatibilidad. El pH del líquido, en particular agua, se puede ajustar mediante adición de un ácido o una base. Los medios soporte acuosos son también fáciles de aplicar al sustrato y secar éste después. Aunque los medios soporte acuosos son más comunes que los medios no acuosos secos, la composición puede existir como polvo seco, gránulos o comprimidos, o en una forma compleja encapsulada.
Opcionalmente, además o en vez de agua, el medio soporte puede comprender un disolvente orgánico de bajo peso molecular. Preferiblemente, el disolvente es muy soluble en agua, por ejemplo, etanol, metanol, propanol, isopropanol, etilenglicol, acetona o mezclas de ellos. El disolvente se puede usar a cualquier nivel adecuado. Varios ejemplos incluyen un nivel de hasta 50%, desde 1% a 25%, de 2% a 15% y de 5% a 10% en peso de la composición total. Los factores a considerar cuando en la composición se usa un nivel alto de disolvente son olor, combustibilidad, dispersión de las nanopartículas e impacto ambiental.
El medio soporte puede comprender también un formador de película que, cuando se seca, forma una película continua. Son ejemplos de formadores de película, poli(alcohol de vinilo, poli(óxido de etileno), poli(óxido de propileno), emulsiones acrílicas, hidroxipropilmetilcelulosa.
Entre los ingredientes coadyuvantes que se pueden usar en las composiciones que contienen el material compuesto están incluidos polímeros y copolímeros con como mínimo un segmento o grupo que comprende una funcionalidad que sirve para anclar el material compuesto al sustrato. Estos polímeros pueden comprender como mínimo un segmento o grupo que sirve para proporcionar un carácter adicional al polímero, como pueden ser propiedades hidrófilas o hidrófobas.
Entre los ejemplos de segmentos o grupos de anclaje están incluidos: poliaminas, poliaminas cuaternizadas, grupos amino, grupos amino cuaternizados, y los correspondientes óxidos de amina; polímeros iónicos híbridos; policarboxilatos; poliéteres; polímeros polihidroxílicos; polifosfonatos y polifosfatos, y agentes quelatantes polímeros.
Entre los ejemplos de segmentos o grupos que imparten hidrofilia están incluidos: poliaminas etoxiladas o alcoxiladas; poliaminas; poliaminas carboxiladas; poliéteres solubles en agua; grupos o polímeros solubles en agua; incluidos sacáridos y polisacáridos; carboxilatos y policarboxilatos solubles en agua; grupos aniónicos solubles en agua tales como carboxilatos, sulfonatos, sulfatos, fosfatos, fosfonatos y sus polímeros; aminas solubles en agua, aminas cuaternizadas, óxidos de amina y sus polímeros; grupos iónicos híbridos solubles en agua y sus polímeros; amidas y poliamidas solubles en agua; y polímeros y copolímeros de vinilimidazol y vinilpirrolidona solubles en agua.
Entre los ejemplos de segmentos o grupos que imparten hidrofobia están incluidos: grupos alquilo, alquileno y arilo e hidrocarburos alifáticos o aromáticos polímeros; fluorocarburos y polímeros que comprende fluorocarburos; siliconas; poliéteres hidrófobos tales como poli(óxido de estireno), poli(óxido de propileno), poli(óxido de butileno), poli(óxido de tetrametileno) y poli(dodecil glicidil éter); y poliésteres hidrófobos tales como policaprolactona y poli(ácidos 3-hidroxi-carboxílicos).
Entre los ejemplos de polímeros de superficie hidrófila que se pueden incorporar en las composiciones de la invención están incluidas: poliaminas etoxiladas o alcoxiladas; poliaminas policarboxiladas; policarboxilatos, incluidos, no limitativamente, los poliacrilatos; poliéteres; materiales polihidroxílicos; polifosfatos y fosfonatos.
Entre los ejemplos de polímeros de superficie hidrófobos que se pueden incorporar en las composiciones de la invención están incluidas: polietileniminas alquiladas con agentes de alquilación grasos tales como bromuro de dodecilo, bromuro de octadecilo, cloruro de oleílo, dodecil glicidil éter y cloruro de bencilo, o mezclas de ellos; y polietileniminas aciladas con agentes de acilación grasos tales como dodecanoato de metilo y cloruro de oleílo; siliconas, incluidos, no limitativamente: polidimetilsiloxanos que tienen grupos pendientes aminopropilo o aminoetilaminopropilo; y polímeros fluorados, incluidos, no limitativamente: polímeros que incluyen como monómeros ésteres (met)acrilato de grupos alquilo perfluorados o muy fluorados.
Entre los materiales no polímeros modificadores de la superficie que se pueden usar como ingredientes coadyuvantes están incluidas aminas grasas y aminas cuaternizadas, incluidos cloruro de diseboildimetilamonio, bromuro de octadeciltrimetilamonio, dioleilamina y cloruro de benciltetradecildimetilamonio. También se pueden incorporar a la composición tensioactivos de base de silicona, tensioactivos iónicos híbridos y óxidos de amina grasa.
Los tensioactivos son también ingredientes coadyuvantes opcionales. Los tensioactivos son especialmente útiles en la composición como agentes humectantes para facilitar la dispersión.
Se pueden seleccionar tensioactivos adecuados entre el grupo en que están incluidos tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos no iónicos, tensioactivos anfóteros, tensioactivos anfolíticos, tensiactivos iónicos híbridos, y mezclas de ellos. Se describen ejemplos de tensioactivos no iónicos, aniónicos, catiónicos, anfolíticos, iónicos híbridos y no iónicos semipolares adecuados en las patentes U.S. nº. 5.707.950 y nº. 5.576.282 Los tensioactivos no iónicos se pueden caracterizar por un HLB (balance hidrófilo-lipófilo) de 5 a 20, alternativamente de 6 a 15.
Son especialmente útiles mezclas de tensioactivos aniónicos y no iónicos. En los textos estándar se dan listas de otros tensioactivos convencionales útiles.
Otra clase de ingredientes coadyuvantes que pueden ser útiles es la de tensioactivos de silicona y/o siliconas. Se pueden usar solos o alternativamente en combinación con otros tensioactivos descritos antes. Son ejemplos de tensioactivos de silicona los polisiloxanos de poli(óxidos de alquileno) que tienen un resto hidrófobo de dimetilpolisiloxano y una o varias cadenas laterales, hidrófilas, de polialquileno.
Si se usa, el tensioactivo se debe formular para que sea compatible con el material compuesto, el medio soporte y otros ingredientes coadyuvantes presentes en la combinación.
La composición puede contener otros ingredientes coadyuvantes, incluidos, no limitativamente, fuentes de alcalinidad, antioxidantes, agentes antiestáticos, quelatantes aminocarboxilato, sales metálicas, óxidos metálicos inorgánicos fotoactivos, materiales que controlan el olor, perfumes, fotoactivadores, polímeros, conservantes, coadyuvantes de procesamiento, pigmentos y agentes de control del pH, agentes solubilizantes, zeolitas, y mezclas de ellos. Estos ingredientes opcionales pueden incluirse a cualquier nivel que se desee.
Las composiciones de revestimiento que comprenden el material compuesto se pueden usar sobre todos los tipos de superficies blandas, incluidas fibras tejidas, fibras no tejidas, cuero, plástico (por ejemplo, mangos de cepillos de dientes, película sintética, cerdas de cepillos de dientes) y mezclas de ellos. Las superficies blandas de interés en este contexto pueden comprender cualquier tipo conocido de superficie blanda, incluidas las asociadas con artículos absorbentes desechables, incluidas fundas u hojas de cobertura, núcleos absorbentes, capas de paso, insertos absorbentes y hojas de soporte, incluidas las capas exteriores hechas de películas respirables y no respirables.
Ha de tenerse en cuenta que, en ciertas realizaciones, una composición de revestimiento de este tipo se puede aplicar a superficies duras y proporcionar beneficios a ellas.
En ciertas realizaciones, la superficie blanda puede comprender una o varias fibras. Una fibra se define como una estructura fina de tipo capilar de origen vegetal, mineral o sintético. Las fibras disponibles comercialmente tienen diámetros que varían de menos de 0,001 mm a más de 0,2 mm y tienen formas diferentes: fibras cortas (conocidas como cortadas o tajadas), fibras individuales continuas (filamentos o multifilamentos), haces no torcidos de filamentos continuos ("estopa") y haces torcidos de filamentos continuos ("ñame"). Las fibras se clasifican de acuerdo con su origen, estructura química o atendiendo a ambos criterios. Se pueden trenzar a cuerdas o cordeles, formar con ellas napas (llamadas también telas no tejidas), tejerlas o tricotarlas para hacer textiles o, en el caso de fibras de alta resistencia, usarlas como refuerzo en materiales compuestos, esto es, hechos de dos o más materiales diferentes.
Las superficies blandas pueden comprender fibras naturales, hechas por el hombre (sintéticas) o combinaciones de ellas. Los ejemplos de fibras naturales incluyen, fibras animales tales como lana, seda, de piel y pelo; fibras vegetales tales como celulosa, algodón, lináceas, lino y cáñamo; y ciertas fibras minerales naturales. Las fibras sintéticas pueden derivar o no de fibras naturales, incluidas las de rayón y liocel, ambas derivadas de celulosa, una fibra natural de polisacárido. Las fibras sintéticas que no derivan de fibras naturales pueden derivar de otras fuentes naturales o de fuentes minerales. Entre los ejemplos de fibras sintéticas derivadas de fuentes naturales están incluidas las de polisacáridos tales como almidón. Entre los ejemplos de fibras de fuentes minerales están incluidas fibras de poliolefinas tales como las fibras de polipropileno y polietileno, que derivan de petróleo, y fibras de silicato tales como fibras de vidrio y asbesto. Cuando es posible, las fibras sintéticas se forman comúnmente por procedimientos de manipulación de fluidos (por ejemplo, extrusión, estiramiento, trefilación de un fluido tal como una resina o una solución). Las fibras sintéticas se forman también por procedimientos de reducción de tamaño de sólidos (por ejemplo, despedazado o corte de un objeto mayor tal como un monolito, una película o una tela).
Los artículos desechables tales como salvabragas, compresas, dispositivos interlabiales, dispositivos para la incontinencia de mayores, parches para mama, plantillas de zapatos, vendas y pañales típicamente se hacen de materiales no tejidos absorbentes (incluidas fibras) y son bien conocidos en la técnica. Típicamente, estos artículos tienen una cara que mira al cuerpo permeable a fluidos y una cara que mira a la ropa que es impermeable a los fluidos. Además, tales artículos pueden incluir un núcleo absorbente para retener los fluidos entre ambas caras. La adición del material compuesto a un artículo de manufactura tal como el núcleo absorbente de un artículo absorbente desechable puede ayudar a controlar la formación de malos olores y aumentar la capacidad de absorción.
Otros usos del material compuesto incluyen el uso en abrasivos dentales para pastas dentífricas, absorbentes de olores y enjuagaduras de la boca. Otros usos son en soluciones oftálmicas y dispositivos tales como lentes de contacto.
Otra realización de la invención se refiere a composiciones cosméticas y farmacéuticas que comprenden el material compuesto. Éstas pueden estar en forma de cremas, lociones, geles, espumas, aceites, ungüentos o polvos para aplicación en tejidos, incluidos piel, cabello, uñas y mucosas tales como la mucosa vaginal u oral. Tales composiciones se pueden formular como productos que quedan o productos que se eliminan al lavarse. Alternativamente, tales composiciones pueden estar también en forma de soluciones o ungüentos oftálmicos que se aplican directamente al ojo.
En una realización, la composición contiene un agente antiacné tal como ácido salicílico o peróxido de benzoílo.
En otra realización, la composición es un lubricante personal tal como los descritos en los documentos USSN números de serie 10/137.509, 10/390.511 y 10/389.871, presentados el 01.05.2002, 17.03.2003 y 17.03.2003, respectivamente. Estas solicitudes describen composiciones lubricantes calentadoras que son no tóxicas y no irritantes y que se pueden usar como lubricantes personales diseñados para estar en contacto con la piel o mucosa. Cuando se mezclan con agua, tales composiciones aumentan la temperatura o generan calor. Esto tiene un efecto de ablandamiento sobre los tejidos a los que se aplican estas composiciones. Preferiblemente, estas composiciones son sustancialmente anhidras y preferiblemente contienen como mínimo un alcohol polihidroxílico. Al incorporar el material compuesto en estos lubricantes personales, las composiciones resultantes tendrán una característica más uniforme y permanecerán como soluciones claras ya que el material compuesto no altera la transparencia de las composiciones.
Las composiciones cosméticas y farmacéuticas pueden contener una variedad de agentes activos conocidos en la técnica, tales como agentes para aclarar la piel, agentes que oscurecen la pigmentación de la piel, agentes antiacné, moduladores del sebo, agentes de control del brillo, agentes antimicrobianos, agentes antihongos, agentes antiinflamatorios, agentes antimicóticos, agentes antiparásitos, analgésicos externos, filtros solares, fotoprotectores, antioxidantes, agentes queratolíticos, detergentes, tensioactivos, hidratantes, nutrientes, vitaminas, intensificadores energéticos, agentes antitranspirantes, astringentes, desodorantes, agentes para eliminar el pelo, agentes reafirmantes, agentes anticallos, y agentes para acondicionar el cabello, uñas o piel.
Las formulaciones para aplicación tópica o en mucosas son bien conocidas en la técnica. Los excipientes usados por los expertos en la técnica en tales formulaciones se pueden usar con el material compuesto considerado con tal que sean compatibles.
Las composiciones de la presente invención se pueden aplicar a la superficie y opcionalmente dejar que se sequen sobre la superficie, opcionalmente repitiendo las etapas de aplicación y secado según sea necesario. En algunas realizaciones de los procedimientos descritos en esta memoria, incluso cuando se aplica más de un revestimiento, aunque no sólo en este caso, no se requiere necesariamente secar el (los) revestimiento(s) entre las aplicaciones.
Ejemplos Ejemplo 1
Con el fin de depositar plata metal sobre nanoarcilla, se redujeron iones plata en presencia de Laponite® usando el reactivo de Tollen, que es capaz de ser reducido por un aldehído o una cetona para formar plata metal por la reacción siguiente:
Ag(NH_{3})_{2}OH + glucosa \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm Ag^{0}
El reactivo de Tollen se preparó añadiendo dos gotas de NaOH al 10% a 5 ml de AgNO_{3} al 5% para formar un precipitado pardo grisáceo. Este precipitado se disolvió luego añadiendo a gotas NH_{4}OH al 2% para que resultara un volumen total de 30 ml del reactivo de Tollen.
Se preparó una solución de Laponite XLS cargada con plata añadiendo 600 mg de Laponite® XLS a 50 ml de agua destilada y usando un agitador mecánico para exfoliar durante 20 min. A esta solución se añadieron 800 mg de glucosa y se continuó agitando durante 10 min para asegurar una disolución completa de la glucosa. A la solución se añadieron 10 ml de reactivo de Tollen preparado antes. Después de agitar continuamente durante 2 horas, la solución adquirió un color amarillo oro. Un tiempo de reacción más prolongado dio una solución de color canela-ámbar oscuro. Las muestras preparadas para el análisis del tamaño de partícula por TEM se diluyeron por un factor de 10 para prevenir la agregación de partículas. El tamaño de partícula de las nanopartículas dicta el color de la solución causado por un fenómeno de resonancia superficial de plasmón. Para partículas de plata se ha determinado que un color amarillo tiene el menor tamaño de partícula posible. La distribución del tamaño de partícula de las nanopartículas resultantes se da en la Fig. 1.
Ejemplo 2
Se ha investigado también la formación de plata metal a partir de iones plata usando NaBH_{4}:
4AgNO_{3} + NaBH_{4} \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm 4Ag^{0}.
La adición gota a gota de 32 mg de AgNO_{3} disueltos en 5 ml de H_{2}O que contenía 500 mg de Laponite® XLS y 4 mg de NaBH_{4} dio una solución de color amarillo oro. El orden de esta adición para esta reacción particular se determinó para que resultara el menor tamaño de partícula posible.
Ejemplo 3
Se prepararon nanopartículas de plata-laponita por reducción con citrato sódico, aunque la reducción por este procedimiento era más difícil de controlar. Se añadió ácido cítrico a una solución de Laponite® LXS exfoliada y seguidamente nitrato de plata. Se añadió a gotas NaOH al 10% para formar la sal sódica del ácido cítrico hasta que la solución se volvió ligeramente amarilla. En muchos casos, la adición en exceso de hidróxido sódico causó que las partículas de plata precipitaran de la solución:
AgNO_{3} + citrato \ sódico \hskip0,2cm \longrightarrow \hskip0,2cm Ag^{0}.
Ejemplo 4
Se pueden preparar nanopartículas de Laponite® XLS cargadas con plata por reducción con hidrazina como sigue: se añaden 5 g de Laponite® XLS a 995 g de agua desionizada y se calienta durante 20 minutos para exfoliar la Laponite® XLS. Se añaden 20 mg de hidrato de hidrazina al 55% a la dispersión de Laponite® XLS y la solución se agita durante 1 min. Se disuelven 77 mg de AgNO_{3} en agua desionizada. La solución de AgNO_{3} se añade a gotas a la solución de Laponite® XLS exfoliada para formar una solución de color amarillo oro que contiene Laponite® XLS cargada con 0,005% de plata.
Ejemplo 5
Similarmente al Ejemplo 1, pero alterando el orden de los componentes, se preparó otra solución de Laponite® XLS cargada con plata. Se mezclaron glucosa y reactivo de Tollen en un recipiente separado y, una vez que la solución tomó un color gris débil, la mezcla se añadió a la solución de Laponite® LXS exfoliada. Después de un período corto de agitación, la solución se volvió amarillo-ámbar. Esta solución se diluyó por un factor de 10 para análisis del tamaño de partícula. La distribución del tamaño de partícula se muestra en la Figura 2.
Ejemplo 6
Se preparó una muestra añadiendo 200 mg de Laponite® XLS a 100 ml de agua y agitando para exfoliar. Esta muestra se analizó para determinar el tamaño de partícula. Los resultados se presentan en la Figura 3.
Ejemplo 7
La muestra del Ejemplo 6 se diluyó por un factor de 50. Se determinó el tamaño de partícula de la muestra. Los resultados se presentan en la Figura 4.
Los resultados de los Ejemplos 1-7 indican que, a medida que se diluye una solución de Laponite® XLS en agua, cambia la distribución de tamaños de partícula. El tamaño de partícula de Laponite® XLS cargada de plata era, de media, menor que el de Laponite® XLS solo, lo que indica que la adición de plata a la solución ayudaba al proceso de exfoliación de Laponite® XLS.
Los datos del Ejemplo 1 revelan una distribución única de tamaños de las partículas, siendo el tamaño medio de partícula de 4,1 nm. El Ejemplo 5, por otra parte, muestra una distribución bimodal del tamaño de partícula, estando centrados los tamaños medios en 4,1 nm y 11 nm. Esto indica la formación de dos tipos diferentes de partículas. Es posible que la solución contuviera Laponite® XLS cargada con plata y plata coloidal sin núcleo de Laponita.
Ejemplo 8
Para verificar que la Laponite® XLS estaba siendo revestida con plata, con los Ejemplos 1 y 6 se realizaron análisis de imágenes de TEM (microscopía electrónica de transmisión) y EDX (rayos X dispersivos de energía). Los datos confirmaron que el material del Ejemplo 1 contenía partículas de Laponite® XLS cargadas con plata, y no una mezcla de plata coloidal y Laponite® XLS. El análisis elemental reveló la presencia de Na, Mg, Si y Ag (el Cu estaba presente en la rejilla de TEM). Los datos revelaron también que también estaban presentes partículas de muy pequeño tamaño (\approx1 nm) que se había determinado que eran de Laponite® XLS no revestida.
Ejemplo 9
Se preparó como sigue una solución que contenía partículas de Laponite® XLS cargadas con plata: se añadieron 4,51 g de Laponite® XLS a 900 ml de agua desionizada. La solución se agitó durante 1 hora y se designó Solución A. A 400 ml de la Solución A se añadieron 15 mg de NaBH_{4}. Esta solución se designó Solución B. Se disolvieron 124 mg de AgNO_{3} en 5 ml de agua desionizada y está solución se añadió gota a gota a la Solución B para formar una solución de color ambarino de Laponite® XLS cargada con 0,02% de plata. Siguiendo el procedimiento anterior se prepararon soluciones de Laponite® XLS cargada con 0,01%, 0,005 y 0,0025% de plata. Estas soluciones se analizaron en cuanto a su actividad biocida frente a los organismos Staphylococcus aureus y Escherichia coli como sigue. Las soluciones de Laponite® XLS cargadas con plata se inocularon con las bacterias y se neutralizaron con caldo de Letheen que contenía 1,5% para neutralizar la actividad después de un tiempo apropiado. Se cultivaron partes alícuotas usando agar de Letheen. En la tabla siguiente se da la reducción logarítmica de bacterias.
1

Claims (21)

1. Un material compuesto que comprende (a) una nanopartícula exfoliada que tiene una superficie y (b) un metal seleccionado entre los Grupos 3 a 12, aluminio y magnesio, en el que el metal está cargado sobre la superficie de la nanopartícula.
2. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que el metal está cargado sobre la superficie de la nanopartícula por intercalación.
3. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que el metal está cargado sobre la superficie de la nanopartícula por adsorción.
4. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que el metal está cargado sobre la superficie de la nanopartícula por intercambio iónico.
5. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que el metal se selecciona entre el grupo constituido por plata, cobre, zinc, manganeso, platino, paladio, oro, calcio, bario, aluminio, hierro, y mezclas de ellos.
6. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que la nanopartícula comprende una nanoarcilla.
7. El material compuesto de la reivindicación 1, en el que la nanopartícula comprende Laponita exfoliada.
8. Una solución que comprende el material compuesto de la reivindicación 1.
9. Un sólido que comprende el material compuesto de la reivindicación 1.
10. Un gel que comprende el material compuesto de la reivindicación 1.
11. Una composición que comprende el material compuesto de la reivindicación 1.
12. La composición de la reivindicación 11, que además comprende uno o varios ingredientes coadyuvantes y un medio soporte.
13 La composición de la reivindicación 12, en la que los ingredientes coadyuvantes se seleccionan entre tensioactivos y moléculas funcionalizadas cargadas.
14. La composición de la reivindicación 12, en la que el medio soporte comprende un medio soporte acuoso.
15. Una composición cosmética o farmacéutica que comprende el material compuesto de la reivindicación 1.
16. La composición de la reivindicación 15, que además comprende un agente activo seleccionado entre agentes aclaradores de la piel, agentes que oscurecen la pigmentación de la piel, agentes antiacné, moduladores del sebo, agentes de control del brillo, agentes antimicrobianos, agentes antifúngicos, agentes antiinflamatorios, agentes antimicóticos, agentes antiparásitos, analgésicos externos, filtros solares, fotoprotectores, antioxidantes, agentes queratolíticos, detergentes, tensioactivos, hidratantes, nutrientes, vitaminas, activadores de la energía, agentes antitranspirantes, astringentes, desodorantes, agentes para eliminar pelos, agentes reafirmantes, agentes anticallos, y agentes para acondicionar el cabello, las uñas o la piel.
17. Un procedimiento para producir un material compuesto que comprende una nanopartícula exfoliada que tiene un revestimiento metálico, procedimiento que comprende: (a) reducir un ion metálico a metal; (b) exfoliar un material de partida para formar una nanopartícula exfoliada, y (c) poner en contacto el metal con la nanopartícula exfoliada, en el que las etapas (a) y (b) se pueden realizar secuencialmente en cualquier orden o simultáneamente, y el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula exfoliada.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula por intercalación.
19. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula por adsorción.
20. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el metal se carga sobre la superficie de la nanopartícula por intercambio iónico.
21. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el metal se selecciona entre el grupo constituido por plata, cobre, zinc, manganeso, platino, paladio, oro, calcio, bario, aluminio, hierro y mezclas de ellos.
22. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que la nanopartícula comprende una nanoarcilla.
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