ES2858624T3 - Método continuo para el tratamiento de líquidos y la fabricación de determinados constituyentes - Google Patents

Método continuo para el tratamiento de líquidos y la fabricación de determinados constituyentes Download PDF

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Abstract

Procedimiento continuo para la formación de por lo menos un constituyente, seleccionado de nanopartículas de base metálica y/o iones metálicos, en por lo menos un líquido, que comprende: hacer fluir por lo menos un líquido por como mínimo un elemento de canal, en el que dicho líquido o líquidos presentan una superficie y una dirección de flujo; proporcionar por lo menos un electrodo formador de plasma que es de base metálica o de base no metálica; crear un plasma entre dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y por lo menos una parte de dicha superficie de dicho líquido o líquidos fluyentes; proporcionar por lo menos un juego de electrodos de base metálica en contacto con dicho líquido o líquidos fluyentes, y situado corriente abajo en dicha dirección de flujo respecto de dicho electrodo o electrodos formadores de plasma; en el que dicho juego o juegos de electrodos de base metálica comprenden por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, y llevar a cabo por lo menos una reacción electroquímica en dicho juego o juegos de electrodos de base metálica, para producir dicho constituyente o constituyentes de base metálica dentro de dicho líquido o líquidos fluyentes; en el que por lo menos un líquido comprende agua.

Description

DESCRIPCIÓN
Método continuo para el tratamiento de líquidos y la fabricación de determinados constituyentes
Campo de la invención
La presente invención se refiere de manera general a nuevos métodos y nuevos dispositivos para la fabricación continua de nanopartículas, micropartículas y una o más soluciones líquidas/ de nanopartículas. Las nanopartículas (y/o partículas de tamaño micrométrico) comprenden una diversidad de posibles composiciones, tamaños y formas. Se causa que las partículas (p.ej., nanopartículas) se encuentren presentes (p.ej., sean creadas) en un líquido (p.ej., agua) mediante, por ejemplo, la utilización preferente de por lo menos un plasma ajustable (p.ej., creado mediante por lo menos una fuente de energía AC y/o DC), en el que el plasma se comunica con por lo menos una parte de una superficie del líquido. También resulta preferente por lo menos una técnica de procesamiento electroquímico ajustable posterior y/o sustancialmente simultánea. Resultan preferentes múltiples plasmas ajustables y/o técnicas ajustables de procesamiento electroquímico. El procedimiento continuo causa que por lo menos un líquido fluya hacia el interior, a través de y hacia el exterior de por lo menos un elemento de canal, en el que dicho líquido resulta procesado, acondicionado y/o afectado en dicho elemento o elementos de canal. Entre los resultados se incluyen constituyentes formados en líquido, incluyendo partículas de tamaño micrométrico y/o nanopartículas (p.ej., nanopartículas de base metálica) de nuevo tamaño, forma, composición y propiedades presentes en el líquido.
Antecedentes
Existen muchas técnicas para la producción de nanopartículas, incluyendo las técnicas explicadas en "Recent Advances in the Liquid-Phase Syntheses of Inorganic Nanoparticles", escrito por Brian L. Cushing, Vladimire L. Kolesnichenko y Charles J. O'Connor; y publicado en Chemical Reviews, volumen 104, páginas 3893 a 3946, en 2004 por la American Chemical Society.
Además, el artículo "Chemistry and Properties of Nanocrystals of Different Shapes" escrito por Clemens Burda, Xiaobo Chen, Radha Narayanan y Mostafa A. El-Sayed; y publicado en Chemical Reviews, volumen 105, páginas 1025 a 1102, en 2005 por la American Chemical Society; da a conocer técnicas adicionales de procesamiento.
El artículo "Shape Control of Silver Nanoparticles", escRito por Benjamin Wiley, Yugang Sun, Brian Mayers y Younan Xia; y publicado en Chemistry-A European Journal, volumen 11, páginas 454 a 463, en 2005 por Wiley-VCH; da a conocer materia importante adicional.
Todavía adicionalmente, la patente US número 7.033.415, publicada el 25 de abril, 2006, de Mirkin et al., titulada Methods of Controlling Nanoparticle Growth; y la patente US número 7.135.055, publicada el 14 de noviembre, 2006, de Mirkin et al., titulada Non-Alloying Core Shell Nanoparticles; ambas dan a conocer técnicas adicionales para el crecimiento de nanopartículas.
Además, la patente US número 7.135.054, publicada el 14 de noviembre, 2006, de Jin et al., y titulada Nanoprisms and Method of Making Them.
Finalmente, la patente US número 6.749.759, publicada el 15 de junio de 2004, da a conocer un método para desinfectar medios fluidos que contienen microorganismos en un reactor de plasma de medio denso, un método que puede implicar la utilización de nanopartículas coloidales antimicrobianas.
Se ha desarrollado la presente invención para superar una diversidad de deficiencias/ineficiencias presentes en las técnicas de procesamiento conocidas y para conseguir un procedimiento nuevo y controlable para producir nanopartículas de una diversidad de formas y tamaños y/o nuevos materiales de nanopartículas/líquidos que no podían conseguirse anteriormente.
Descripción resumida de la invención
En un aspecto, la invención proporciona un procedimiento continuo para la formación de por lo menos un constituyente, seleccionado de nanopartículas de base metálica y/o iones metálicos, en por lo menos un líquido, que comprende: hacer fluir por lo menos un líquido por como mínimo un elemento de canal, en el que dicho líquido o líquidos presentan una superficie y una dirección de flujo;
proporcionar por lo menos un electrodo formador de plasma que es de base metálica o de base no metálica; crear un plasma entre dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y por lo menos una parte de dicha superficie de dicho líquido o líquidos fluyentes;
proporcionar por lo menos un juego de electrodos de base metálica en contacto con dicho líquido o líquidos fluyentes, y situado corriente abajo en dicha dirección de flujo respecto de dicho electrodo o electrodos formadores de plasma;
en el que dicho juego o juegos de electrodos de base metálica comprenden por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, y
llevar a cabo por lo menos una reacción electroquímica en dicho juego o juegos de electrodos de base metálica, para producir dicho constituyente o constituyentes de base metálica dentro de dicho líquido o líquidos fluyentes; en el que por lo menos un líquido comprende agua.
En algunas realizaciones, por lo menos un juego de electrodos de base metálica comprende plata o una aleación de la misma.
En algunas realizaciones, por lo menos un electrodo formador de plasma comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, preferentemente plata o una aleación de la misma.
En un aspecto adicional de la invención, se proporciona un dispositivo para la formación continua de por lo menos un constituyente, seleccionado de nanopartículas de base metálica y/o iones metálicos, en por lo menos un líquido fluyente, en el que dicho líquido comprende agua y dicho dispositivo comprende:
por lo menos un elemento de canal, que comprende por lo menos una parte de entrada y por lo menos una parte de salida;
por lo menos un electrodo formador de plasma, en el que dicho electrodo o electrodos formadores de plasma están situados de manera que, cuando dicho líquido fluyente se encuentra presente en dicho elemento o elementos de canal, creando de esta manera una dirección de fluyo, se crea un espacio para un plasma entre dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y una superficie de dicho líquido o líquidos fluyentes;
por lo menos un juego de electrodos de base metálica para llevar a cabo por lo menos una reacción electroquímica situada corriente abajo en dicha dirección de flujo respecto de dicho electrodo o electrodos formadores de plasma; en el que dicho electrodo o electrodos de base metálica comprenden por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos,
y
por lo menos una fuente de energía para crear dicho plasma.
En algunas realizaciones del dispositivo, por lo menos un elemento de canal comprende por lo menos uno de una forma lineal, una "forma en Y" y una "forma en V".
En algunas realizaciones, el dispositivo comprende además por lo menos un dispositivo de control para ajustar la localización de por lo menos un electrodo respecto a la superficie de líquido, en el que el electrodo se selecciona del grupo que consiste en dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y dicho juego o juegos de electrodos de base metálica. En algunas de dichas realizaciones, dicho dispositivo o dispositivos de control ajustan dicha localización mediante el mantenimiento de un voltaje sustancialmente constante a través de dicho electrodo o electrodos.
En algunas realizaciones del dispositivo, dicho juego o juegos de electrodos de base metálica comprenden plata o una aleación de la misma.
En algunas realizaciones del dispositivo, por lo menos un electrodo formador de plasma comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, preferentemente plata o una aleación de la misma.
Descripción resumida
La presente exposición se refiere de manera general a nuevos métodos y nuevos dispositivos para la fabricación continua de una diversidad de constituyentes en un líquido, incluyendo partículas de tamaño micrométrico, nanopartículas y una o más soluciones líquidas/de nanopartículas. Las nanopartículas producidas pueden comprender una diversidad de posibles composiciones, tamaños y formas, que muestran una diversidad de nuevas e interesantes propiedades físicas, catalíticas, biocatalíticas y/o biofísicas. El líquido o líquidos utilizados y creados/modificados durante el procedimiento desempeñan un papel importante en la fabricación y/o en el funcionamiento de las partículas de tamaño micrométrico y las nanopartículas. Se causa que las partículas (p.ej., las nanopartículas) se encuentren presentes (p.ej., sean creadas) en por lo menos un líquido (p.ej., agua) preferentemente mediante la utilización de por lo menos un plasma ajustable (p.ej., creado mediante por lo menos una fuente de energía AC y/o DC), en el que el plasma se comunica con por lo menos una parte de una superficie del líquido. Los electrodos de base metálica de una o diversas composiciones y/o configuraciones únicas resultan preferentes para la utilización en la formación del plasma o plasma ajustables, aunque también pueden utilizarse electrodos de base no metálica. También resulta preferente la utilización de por lo menos una técnica de procesamiento electroquímico ajustable posterior y/o sustancialmente simultánea. Los electrodos de base metálica de una o diversas composiciones y/o de configuraciones únicas resultan preferentes para la utilización en la técnica o técnicas de procesamiento electroquímico. Los campos eléctricos, campos magnéticos, campos electromagnéticos, electroquímica, pH, etc. son sólo algunas de las variables que pueden modificarse positivamente con el plasma o plasmas ajustables y/o la técnica o técnicas de procesamiento electroquímico ajustables. Resultan preferentes múltiples plasmas ajustables y/o técnicas electroquímicas ajustables para conseguir muchas de las ventajas de procesamiento dadas a conocer, así como muchas de las nuevas composiciones que resultan de la puesta en práctica de las enseñanzas de las realizaciones preferentes. El procedimiento global es un procedimiento continuo, que presenta muchos beneficios acompañantes, en el que por lo menos un líquido, por ejemplo, agua, fluye hacia el interior, a través de y hacia el exterior de por lo menos un elemento de canal y dicho líquido resulta procesado, acondicionado, modificado y/o afectado por dicho plasma o plasmas ajustables y/o dicha técnica o técnicas electroquímicas ajustables. Entre los resultados del procesamiento continuo se incluyen nuevos constituyentes en el líquido, partículas de tamaño micrométrico, nanopartículas (p.ej., nanopartículas de base metálica) de nuevo tamaño, forma, composición y/o propiedades suspendidas en el líquido, tal como la producción de una mezcla de nanopartículas/líquido de una manera eficiente y económica.
La expresión "elemento de canal" se utiliza en todo el texto. Dicha expresión debe entenderse como referida a una gran diversidad de dispositivos de manipulación de fluidos, incluyendo tuberías, semituberías, canales o surcos existentes en materiales u objetos, conductos, tubos, rampas, mangueras y/o bocas de descarga, con la condición de que los mismos resulten compatibles con el procedimiento dado a conocer en la presente memoria.
Técnica adicionales de procesamiento, tales como la aplicación de determinadas técnicas de crecimiento de cristales dadas a conocer en la solicitud de patente copendiente titulada "Methods for Controlling Crystal Growth, Crystallization, Structures and Phases in Materials and Systems", presentada el 21 de marzo de 2003, y publicada por la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual bajo el número de publicación WO 03/089692 el 30 de octubre, 2003 y la solicitud de patente US en fase nacional, presentada el 6 de junio de 2005, y que fue publicada por la Oficina de Patentes y Marcas estadounidense bajo el número de publicación 20060037177, el 23 de febrero de 2006 (los inventores de cada una de ellas son Bentley J. Blum, Juliana H.J. Brooks y Mark G. Mortenson). Dichas solicitudes enseñan, por ejemplo, cómo hacer crecer preferentemente uno o más cristales específicos o formas de cristal a partir de una solución. Además, el secado, la concentración y/o la liofilización también pueden utilizarse para eliminar por lo menos una parte, o sustancialmente la totalidad, del líquido en suspensión, resultando en, por ejemplo, nanopartículas deshidratadas.
Un aspecto importante de la exposición implica la creación de un plasma ajustable en el que el plasma ajustable se localiza entre por lo menos un electrodo situado contiguamente (p.ej., superiormente) a por lo menos una parte de la superficie de un líquido y por lo menos una parte de la superficie del líquido mismo. El líquido se pone en comunicación eléctrica con por lo menos un segundo electrodo (o una pluralidad de segundos electrodos), causando que la superficie del líquido funcione como un electrodo, ayudando a formar el plasma ajustable. Dicha configuración presenta determinadas características similares a una configuración de descarga de barrera dieléctrica, excepto en que la superficie del líquido es un electrodo activo que participa en dicha configuración.
Cada plasma ajustable utilizado puede situarse entre por lo menos un electrodo situado superiormente a una superficie del líquido y una superficie del líquido debido a que por lo menos un electrodo eléctricamente conductor se encuentra situado en algún sitio en el interior (p.ej., por lo menos parcialmente en el interior) del líquido. Por lo menos una fuente de energía (en una realización preferente, por lo menos una fuente de voltios y amperios, tal como un transformador) se encuentra conectada eléctricamente entre por lo menos un electrodo situado superiormente a la superficie del líquido y el electrodo o electrodos en contacto con la superficie del líquido (p.ej., situados por lo menos parcialmente, o sustancialmente por completo, en el interior del líquido). El electrodo o electrodos pueden ser de cualquier composición adecuada y configuración física adecuada (p.ej., tamaño y forma) que resulte en la creación de un plasma deseable entre el electrodo o electrodos situados superiormente a la superficie del líquido y por lo menos una parte de la superficie del líquido mismo.
La potencia aplicada (p.ej., voltaje y amperaje) entre el electrodo o electrodos (p.ej., incluyendo la superficie del líquido que funciona como por lo menos un electrodo para formar el plasma) puede generarse mediante cualquier fuente adecuada (p.ej., voltaje de un transformador), incluyendo fuentes de tanto AC como DC y variantes y combinaciones de las mismas. Generalmente, el electrodo o combinación de electrodos situada en el interior (p.ej., por lo menos parcialmente bajo la superficie del líquido) participa en la creación de un plasma mediante el suministro de voltaje y corriente al líquido o solución; sin embargo, el plasma ajustable se sitúa realmente entre por lo menos una parte del electrodo o electrodos situados superiormente a la superficie del líquido (p.ej., en una punta o punto del mismo) y una o más partes o zonas de la superficie del líquido misma. A este respecto, el plasma ajustable puede crearse entre los electrodos anteriormente mencionados (es decir, los situados superiormente a por lo menos una parte de la superficie del líquido y una parte de la superficie del líquido misma) al conseguirse o mantenerse una tensión de ruptura del gas o vapor en torno a y/o entre el electrodo o electrodos y la superficie del líquido. El líquido puede comprender agua, y el gas entre la superficie del agua y el electrodo o electrodos sobre la superficie del agua (es decir, que el gas o atmósfera que participa en la formación del plasma ajustable) comprende aire. El aire puede controlarse para que contenga uno o más contenidos diferentes de agua o una humedad deseada que pueden resultar en la producción de diferentes composiciones, tamaños y/o formas de nanopartículas (p.ej., diferentes cantidades de determinados constituyentes en el plasma ajustable y/o en la solución pueden ser una función del contenido de agua en el aire situado sobre la superficie del líquido), así como diferentes tiempos de procesamiento, etc.
El campo eléctrico de ruptura a presiones y temperaturas estándares para el aire seco es de aproximadamente 3 MV/m o de aproximadamente 30 kV/cm. De esta manera, en el caso de que el campo eléctrico local en torno a, por ejemplo, un punto metálico, exceda de aproximadamente 30 kV/cm, puede generarse un plasma en aire seco. La ecuación (1) proporciona la relación empírica entre el campo eléctrico de ruptura, "Ec", y la distancia "d" (en metros) entre dos electrodos:
E =3000+- 1-- 3--5 kV Im Ecuación 1
c d
Evidentemente, el campo eléctrico de ruptura, "Ec", variará como función de las propiedades y composición del gas situado entre electrodos. A este respecto, en una realización preferente en la que el líquido es agua, pueden encontrarse presentes cantidades significativas de vapor de agua en el aire entre los "electrodos" (es decir, entre el electrodo o electrodos situados superiormente a la superficie del agua y la superficie de agua misma, que funciona como un electrodo para la formación de plasma) y dicho vapor de agua debería presentar un efecto sobre por lo menos el campo eléctrico de ruptura, creando un plasma entre ellos. Además, puede causarse que una concentración más elevada de vapor de agua se encuentre presente localmente en y en torno al plasma creado debido a la interacción del plasma ajustable con la superficie del agua. La cantidad de "humedad" presente dentro y en torno al plasma creado puede controlarse y ajustarse mediante una diversidad de técnicas comentada en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. De manera similar, determinados componentes presentes en cualquier líquido pueden formar por lo menos una parte de los constituyentes que forman el plasma ajustable situado entre la superficie del líquido y el electrodo o electrodos situados contiguamente (p.ej., a lo largo) a la superficie del líquido. Los constituyentes en el plasma ajustable, así como las propiedades físicas del plasma de por sí, pueden presentar una influencia drástica sobre el líquido, así como sobre algunas técnicas de procesamiento determinadas (comentadas en mayor detalle posteriormente en la presente memoria).
Las intensidades de campo eléctrico creadas en los electrodos o en proximidad a los mismos típicamente se encuentran a un máximo en la superficie de un electrodo y típicamente se reducen con la distancia al mismo. En casos que implican la creación de un plasma ajustable entre una superficie del líquido y el electrodo o electrodos situados contiguamente (p.ej., superiormente) al líquido, una parte del volumen de gas entre el electrodo o electrodos situado superiormente a una superficie del líquido y por lo menos una parte de la superficie del líquido puede contener un campo eléctrico de ruptura suficiente para crear el plasma ajustable. Dichos campos eléctricos creados pueden influir, por ejemplo, sobre el comportamiento del plasma ajustable, el comportamiento del líquido, el comportamiento de los constituyentes en el líquido, etc.
A este respecto, la figura 1a muestra una realización de un electrodo de fuente puntual 1 con una forma triangular en sección transversal situado a una distancia "x" sobre la superficie 2 de un líquido 3 que fluye, por ejemplo, en la dirección "F". Puede generarse un plasma ajustable 4 entre la punta o punto 9 del electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3 al conectar una fuente de energía apropiada 10 entre el electrodo de fuente puntual 1 y el electrodo 5, en el que el electrodo 5 se comunica con el líquido 3 (p.ej., se encuentra por lo menos parcialmente bajo la superficie 2 del líquido 3). Debe indicarse que, bajo determinadas condiciones, la punta 9' del electrodo 5 puede de hecho encontrarse situada físicamente ligeramente en la parte superior de la superficie en masa 2 del líquido 3, aunque el líquido todavía se comunica con el electrodo mediante un fenómeno conocido como "conos de Taylor". Los conos de Taylor se comentan en la patente US n° 5.478.533, publicada el 26 de diciembre de 1995, de Inculet, titulada 'Method and Apparatus for Ozone Generation and Treatment of Water'. A este respecto, la figura 1b muestra una configuración de electrodos similar a la mostrada en la figura 1a, excepto en que se utiliza un cono de Taylor "T" para la conexión eléctrica entre el electrodo 5 y la superficie 2 (o realmente la superficie eficaz 2') del líquido 3. La creación y utilización de conos de Taylor se comenta en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria.
La zona de plasma ajustable 4, creada en la realización mostrada en la figura 1a, típicamente puede presentar una forma correspondiente a una estructura de tipo cono en por lo menos una parte del procedimiento y puede mantener dicha forma de tipo cónico durante sustancialmente la totalidad del procedimiento. El volumen, intensidad, constituyentes (p.ej., composición), actividad, sitios exactos, etc. del plasma o plasmas ajustables 4 variarán según varios factores, incluyendo, aunque sin limitación, la distancia "x", la composición física y/o química del electrodo 1, la forma del electrodo 1, la fuente de energía 10 (p.ej., DC, AC, AC rectificada, la polaridad aplicada de DC y/o AC rectificada, RF, etc.), la potencia aplicada a la fuente de energía (p.ej., los voltios aplicados, los amperios aplicados, la velocidad de los electrones, etc.), la frecuencia y/o magnitud de los campos eléctricos y/o magnéticos creados por la fuente de energía aplicada o los campos eléctricos, magnéticos o electromagnéticos aplicados o ambientales, los campos acústicos, la composición del gas o atmósfera natural o suministrado (p.ej., aire, nitrógeno, helio, oxígeno, ozono, atmósferas reductoras, etc.) entre y/o en torno al electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3, la temperatura, presión, volumen, caudal del líquido 3 en la dirección "F", características espectrales, composición del líquido 3, conductividad del líquido 3, superficie en sección transversal (p.ej., volumen) del líquido en proximidad y en torno a los electrodos 1 y 5 (p.ej., la cantidad de tiempo durante el cual se permite al líquido 3 interactuar con el plasma ajustable 4 y la intensidad de tales interacciones), la presencia de flujo atmosférico (p.ej., flujo de aire) en la superficie 2 o en proximidad a la misma del líquido 3 (p.ej., uno o más ventiladores o medios de movimiento atmosférico proporcionados), etc. (comentados en mayor detalle posteriormente en la presente memoria).
La composición del electrodo o electrodos 1 implicados en la creación del plasma o plasmas ajustables 4 de la figura 1a puede ser una composición de base metálica (p.ej., metales, tales como platino, oro, plata, cinc, cobre, titanio y/o aleaciones o mezclas de los mismos, etc.), aunque los electrodos 1 y 5 pueden estar realizados en cualquier material adecuado compatible con los diversos aspectos (p.ej., parámetros de procesamiento) de la exposición en la presente memoria. A este respecto, aunque la creación de un plasma 4 en, por ejemplo, aire sobre la superficie 2 de un líquido 3 (p.ej., agua), típicamente producirá por lo menos algo de ozono, así como cantidades de óxido de nitrógeno y otros componentes (comentados en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria). Dichos componentes producidos pueden controlarse y pueden resultar útiles o perjudiciales a la formación y/o rendimiento de las nanopartículas y/o nanopartículas/soluciones resultantes producidas y puede requerirse el control mediante una diversidad de técnicas diferentes, comentadas en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Además, el espectro de emisión de cada plasma 4 también es una función de factores similares (comentados en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). Tal como se muestra en la figura 1a, el plasma ajustable 4 realmente entra en contacto con la superficie 2 del líquido 3. El material (p.ej., el metal) del electrodo 1 puede comprender una parte del plasma ajustable 4 (p.ej., y de esta manera ser parte del espectro de emisión del plasma) y puede causarse que, por ejemplo, se "pulverice" sobre y/o en el interior del líquido 3 (p.ej., agua). De acuerdo con lo anterior, en el caso de que se utilice uno o más metales como el electrodo o electrodos 1, pueden encontrarse en el líquido 3 uno o más metales elementales, iones metálicos, ácidos de Lewis, ácidos de Bronsted-Lowry, óxidos metálicos, nitruros metálicos, hidruros metálicos, hidratos metálicos y/o carburos metálicos, etc. (p.ej., durante por lo menos una parte del procedimiento), dependiendo del conjunto particular de condiciones operativas asociadas al plasma ajustable 4. Dichos constituyentes pueden encontrarse transitoriamente presentes o pueden ser semipermanentes o permanentes. Además, dependiendo de, por ejemplo, la intensidad del campo eléctrico, magnético y/o electromagnético en el interior y en torno al líquido 3 y el volumen de líquido 3 (comentado en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria), la construcción física y química del electrodo o electrodos 1 y 5, la atmósfera (natural o suministrada), la composición líquida, pueden encontrarse cantidades mayores o inferiores del material o materiales del electrodo o electrodos (p.ej., uno o más metales o derivados de metales) en el líquido 3. En determinadas situaciones, el material o materiales (p.ej., el metal o metales, o el compuesto o compuestos metálicos) o constituyentes (p.ej., ácidos de Lewis, ácidos de Bronsted-Lowry, etc.) encontrados en el líquido 3 o en el plasma 4 puede presentar efectos muy deseables, en cuyo caso resultan deseables cantidades relativamente grandes de dichos materiales, mientras que en otros casos, determinados materiales encontrados en el líquido 3 (p.ej., productos secundarios) pueden presentar efectos no deseables, y de esta manera, pueden desearse cantidades mínimas de dichos materiales en el producto final de base líquida. De acuerdo con lo anterior, la composición del electrodo puede desempeñar un papel importante en el material que se forma según las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. La interacción entre dichos componentes se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
Todavía adicionalmente, el electrodo o electrodos 1 y 5 pueden ser de composición química y/o configuración mecánica similar o composiciones completamente diferentes, a fin de conseguir diversas composiciones y/o estructuras de líquidos y/o efectos específicos comentados posteriormente en la presente memoria.
La distancia entre el electrodo o electrodos 1 y 5, o 1 y 1 (mostrados posteriormente en la presente memoria) o 5 y 5 (mostrados posteriormente en la presente memoria) es una característica importante. En general, la localización de la distancia más pequeña "y" entre las partes más próximas del electrodo o electrodos debería ser superior a la distancia "x" a fin de evitar un arco no deseable o la formación de una corona o plasma no deseado entre electrodos (p.ej., el electrodo o electrodos 1 y el electrodo o electrodos 5). Las características relacionadas con el diseño del electrodo, la localización del electrodo y las interacciones de los electrodos se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La energía aplicada mediante la fuente de energía 10 puede ser cualquier energía adecuada que cree un plasma ajustable deseable 4 bajo todas las condiciones de procedimiento de la presente exposición. En un modo preferente, se utiliza una corriente alterna de un transformador elevador (comentado en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). En otra realización preferente, una fuente de AC rectificada crea un electrodo cargado positivamente 1 y una superficie cargada negativamente 2 del líquido 3. En otra realización preferente, una fuente de AC rectificada crea un electrodo cargado negativamente 1 y una superficie cargada positivamente 2 del líquido 3. Además, también pueden utilizarse otras fuentes de energía, tales como fuentes de energía de RF. En general, la combinación de componentes de uno o más electrodos 1 y 5, el tamaño físico y la forma del electrodo o electrodos 1 y 5, el procedimiento de fabricación de los electrodos, la masa de los electrodos 1 y/o 5, la distancia "x" entre la punta 9 del electrodo 1 sobre la superficie 2 del líquido 3, la composición del gas entre la punta del electrodo 9 y la superficie 2, el caudal y/o la dirección del flujo "F" del líquido 3, la cantidad de líquido 3 proporcionada, el tipo de fuente de energía 10, todos contribuyen al diseño y, de esta manera, a los requisitos de energía (p.ej., campo eléctrico de ruptura) requerido para obtener un plasma controlado o ajustable 4 entre la superficie 2 del líquido 3 y la punta del electrodo 9.
En referencia adicional a las configuraciones mostradas en la figura 1a, los soportes de electrodo 6a y 6b pueden bajarse y elevarse mediante cualesquiera medios adecuados (y, de esta manera, los electrodos pueden bajarse y elevarse). Por ejemplo, los soportes de electrodo 6a y 6b son capaces de bajarse y elevarse hacia el interior y a través de un elemento aislante 8 (mostrado en sección transversal). La realización mecánica mostrada en la presente memoria incluye roscas de tornillo macho/hembra. Las partes 6a y 6b pueden cubrirse con, por ejemplo, partes aislantes eléctricas adicionales 7a y 7b. Las partes aislantes eléctricas 7a y 7b pueden ser de cualquier material adecuado (p ej., plástico, policarbonato, poli(metacrilato de metilo), poliestireno, acrílicos, cloruro de polivinilo (PVC), nilón, caucho, materiales fibrosos, etc.) que evita corrientes no deseables, voltaje, arcos eléctricos, etc., que podrían producirse en el caso de que un individuo interactúe con los soportes de electrodo 6a y 6b (p.ej., intentos para ajustar la altura de los electrodos). De manera similar, elemento aislante 8 puede estar realizado en cualquier material adecuado que evita que se produzcan sucesos eléctricos no deseables (p.ej., arcos eléctricos, fusión, etc.), así como cualquier material que resulte estructural y medioambientalmente adecuado. Entre los materiales típicos se incluyen plásticos estructurales, tales como policarbonatos, plexiglás (poli(metacrilato de metilo)), poliestireno, acrílicos y similares. Se comentan materiales adecuados adicionales en mayor detalle en otros sitios en la presente memoria.
La figura 1c muestra otra realización para elevar y bajar los electrodos 1 y 5. En la presente realización, las partes aislantes eléctricas 7a y 7b de cada electrodo se mantienen fijas mediante un ajuste de presión existente entre el mecanismo de fricción 13a, 13b y 13c y las partes 7a y 7b. El mecanismo de fricción 13a, 13b y 13c podría estar realizado en, por ejemplo, acero muelle, caucho flexible, etc., con la condición de que se mantenga suficiente contacto.
Las técnicas preferentes para automáticamente elevar y/o bajar los electrodos 1 y 5 se comentan posteriormente en la presente memoria. La fuente de alimentación 10 puede conectarse de cualquier manera eléctrica conveniente a los electrodos 1 y 5. Por ejemplo, los cables 11a y 11b pueden estar situados dentro de por lo menos una parte de los soportes de electrodo 6a y 6b (y/o partes aislantes eléctricas 7a y 7b) con el objetivo principal de conseguir conexiones eléctricas entre las partes 11a y 11b y, de esta manera, los electrodos 1 y 5.
La figura 2a muestra otro esquema de una realización preferente, en la que un dispositivo de control 20 se conecta con los electrodos 1 y 5, de manera que el dispositivo de control 20 eleva y/o baja remotamente (p.ej., tras la orden de otro dispositivo) los electrodos 1 y 5 respecto a la superficie 2 del líquido 3. El dispositivo de control 20 se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Los electrodos 1 y 5 pueden bajarse y controlarse remotamente, por ejemplo, y también pueden monitorizarse y controlarse mediante un controlador u ordenador adecuado (no mostrado en la figura 2a) que contiene un programa informático (comentado en detalle posteriormente en la presente memoria). A este respecto, la figura 2b muestra una configuración de electrodos similar a la mostrada en la figura 2a, excepto en que se utiliza un cono de Taylor "T" para la conexión eléctrica entre el electrodo 5 y la superficie 2 (o la superficie eficaz 2') del líquido 3. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, las realizaciones mostradas en las figuras 1a, 1b y 1c debe considerarse que son un aparato controlado manualmente para la utilización con las técnicas dadas a conocer en la presente memoria, mientras que las realizaciones mostradas en las figuras 2a y 2b debe considerarse que incluyen un aparato o ensamblaje automático que puede elevar o bajar a distancia los electrodos 1 y 5 en respuesta a las órdenes apropiadas. Además, las realizaciones preferentes de la figura 2a y la figura 2b también pueden utilizar la monitorización por ordenador y el control informático de la distancia "x" de las puntas 9 de los electrodos 1 (y puntas 9' de los electrodos 5) de alejamiento de la superficie 2 (comentado en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). De esta manera, las órdenes apropiadas para elevar y/o bajar los electrodos 1 y 5 puede proceder de un operador individual y/o de un dispositivo de control adecuado, tal como un controlador o un ordenador (no mostrado en la figura 2a).
La figura 3a corresponde en gran parte a las figuras 2a y 2b; sin embargo, las figuras 3b, 3c y 3d muestran diversas configuraciones alternativas de electrodos que pueden utilizarse en relación a determinadas realizaciones preferentes. La figura 3b muestra esencialmente un conjunto de electrodos de imagen especular respecto del conjunto de electrodos mostrado en la figura 3a. En particular, tal como se muestra en la figura 3b, con respecto a la dirección "F" correspondiente a la dirección de flujo del líquido 3, el electrodo 5 es el primer electrodo que comunica con el fluido 3 al fluir en la dirección longitudinal "F" y sigue el contacto con el plasma 4 creado en el electrodo 1. La figura 3c muestra dos electrodos, 5a y 5b, situados dentro del fluido 3. Dicha configuración particular de electrodos corresponde a otra realización preferente. En particular, tal como se comenta en mayor detalle en la presente memoria, la configuración de electrodos mostrada en la figura 3c puede utilizarse sola, o en combinación con, por ejemplo, las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 3a y 3b. De manera similar, se muestra una cuarta posible configuración de electrodos en la figura 3d. En dicha figura 3d, no se muestra ningún electrodo 5, sino que, por el contrario, sólo se muestran los electrodos 1a y 1b. En este caso, se encuentra presentes dos plasmas ajustables 4a y 4b entre las puntas de los electrodos 9a y 9b y la superficie 3 del líquido 3. Las distancias "xa" y "xb" pueden ser aproximadamente iguales o pueden ser sustancialmente diferentes, con la condición de que cada distancia "xa" y "xb" no excede de la distancia máxima con la que pueda formarse un plasma 4 entre los electrodos 9a/9b y la superficie 2 del líquido 3. Tal como se ha comentado anteriormente, la configuración de electrodos mostrada en la figura 3d puede utilizarse sola, o en combinación con una o más de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 3a, 3b y 3c. La deseabilidad de utilizar configuraciones particulares de electrodos en combinación entre sí con respecto a la dirección de flujo del fluido "F" se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
De manera similar, un conjunto de configuraciones de electrodos manualmente controlables, correspondientes generalmente a la figura 1a, se muestra en las figuras 4a, 4b, 4c y 4d, la totalidad de las cuales se muestra en una vista parcial en sección transversal. Específicamente, la figura 4a corresponde a la figura 1a. Además, la figura 4b corresponde en la configuración de los electrodos a la configuración de electrodos mostrada en la figura 3b; la figura 4c corresponde a la figura 3c y la figura 4d corresponde a la figura 3d. En esencia, las configuraciones manuales de electrodos mostradas en las figuras 4a-4d pueden resultar funcionalmente en materiales similares producidos según determinados aspectos de la presente exposición a los materiales producidos correspondientes a configuraciones de electrodos ajustables a distancia (p.ej., controladas a distancia por ordenador o medios de controlador) mostradas en las figuras 3a-3d. La deseabilidad de utilizar diversas combinaciones de configuración de electrodos se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
Las figuras 5a-5e muestran vistas en perspectiva de diversas configuraciones deseables de electrodos para el electrodo 1 mostradas en las figuras 1 a 4 (así como en otras figuras y realizaciones comentadas posteriormente en la presente memoria). Las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 5a a 5e son representativas de varias configuraciones diferentes que resultan útiles en diversas realizaciones de la presente exposición. Entre los criterios para una selección apropiada del electrodo 1 se incluyen, aunque sin limitación, las condiciones siguientes: necesidad de una punta o punto 9 muy bien definido, composición, limitaciones mecánicas, capacidad de producir formas a partir del material que comprende el electrodo 1, comodidad, los constituyentes introducidos en el plasma 4, la influencia sobre el líquido 3, etc. A este respecto, una pequeña masa de material que comprende los electrodos 1 mostrados en, por ejemplo, las figuras 1 a 4 puede, tras la creación de los plasmas ajustables 4 según la presente exposición (comentada en mayor detalle posteriormente en la presente memoria), elevarse hasta temperaturas operativas a las que el tamaño y/o la forma del electrodo o electrodos 1 pueden resultar adversamente afectados. A este respecto, por ejemplo, en el caso de que el electrodo 1 sea de masa relativamente pequeña (p.ej., en el caso de que el electrodo o electrodos 1 esté realizado en plata y pese aproximadamente 0,5 gramos o menos) e incluyese un punto muy fino, resulta posible que bajo determinados conjuntos de condiciones un punto fino (p.ej., un cable delgado, con un diámetro de sólo unos pocos milímetros y expuesto a unos cuantos cientos a unos cuantos miles de voltios, o un trozo de forma triangular de metal) sería incapaz de funcionar como el electrodo 1, en ausencia de algún tipo de interacción adicional (p.ej., medios de refrigeración, tales como un ventilador, etc.). De acuerdo con lo anterior, la composición de (p.ej., el material que comprende) el electrodo o electrodos 1 puede afectar a la posible forma física adecuada del electrodo debido a, por ejemplo, puntos de fusión, sensibilidades de presión, reacciones medioambientales (p.ej., el medio local del plasma ajustable 4 podría causar erosión química, mecánica y/o electroquímica del electrodo o electrodos), etc.
Además, debe entenderse que, en realizaciones alternativas, no se requieren puntos agudos bien definidos en todos los casos. A este respecto, el electrodo 1 mostrado en la figura 5e comprende una punta redondeada. Debe indicarse que los electrodos parcialmente redondeados o en forma de arco también pueden funcionar como el electrodo 1 debido a que el plasma ajustable 4 que se crea en las realizaciones mostradas en la presente memoria (ver, por ejemplo, las figuras 1 a 4) puede crearse a partir de electrodos redondeados o electrodos con elementos más agudos o más afilados. Dichos plasmas ajustables pueden posicionarse o pueden localizarse a lo largo de diversos puntos del electrodo 1 mostrado en la figura 5e. A este respecto, la figura 6 muestra una diversidad de puntos "a-g" que corresponde a puntos de inicio 9 para los plasmas 4a-4g que se observan entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. De acuerdo con lo anterior, debe entenderse que puede utilizarse una diversidad de tamaños y formas correspondientes al electrodo 1 de acuerdo con las enseñanzas de la presente exposición. Todavía adicionalmente, debe indicarse que las puntas 9 y 9' de los electrodos 1 y 5, respectivamente, mostrados en diversas figuras en la presente memoria, pueden mostrarse como una punta relativamente aguda o una punta relativamente roma. A menos que aspectos específicos de dichas puntas de electrodo se comenten en mayor detalle contextual, no debería asignarse mayor significación a la forma real de la punta o puntas de electrodo mostradas en las figuras.
La figura 7a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de la configuración de electrodos correspondiente a la mostrada en la figura 2a (y figura 3a) contenida dentro de un elemento de canal 30. Dicho elemento de canal 30 presenta un líquido 3 que se suministra al mismo desde la cara posterior identificada como 31 en la figura 7a y la dirección de flujo "F" se encuentra en el exterior de la página hacia el lector y hacia la zona de sección transversal identificada como 32. El elemento de canal 30 se muestra en la figura como una pieza unitaria de un material, aunque podría estar realizada en una pluralidad de materiales encajados entre sí y, por ejemplo, fijos (p.ej., encolados, unidos mecánicamente, etc.) mediante cualesquiera medios aceptables de unión entre sí de materiales. Además, el elemento de canal 30 mostrado en la presente memoria es de forma rectangular o de sección transversal cuadrada, aunque puede comprender una diversidad de diferentes formas de sección transversal (comentadas en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). De acuerdo con lo anterior, la dirección del flujo del fluido 3 es hacia el exterior de la página, hacia el lector, y el líquido 3 fluye pasado cada uno de los electrodos 1 y 5 que se encuentran localizados, en dicha realización, sustancialmente en línea entre sí respecto a la dirección de flujo longitudinal "F" del fluido 3 dentro del elemento de canal 30. Lo anterior causa que el líquido 3 en primer lugar experimente una interacción de plasma ajustable con el plasma ajustable 4 (p.ej., una reacción de acondicionamiento) y posteriormente, se permite que el fluido acondicionado 3 interactúe con el electrodo 5. Se comentan en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria aspectos deseables específicos de dichas interacciones de electrodo/líquido y de posicionamiento/posicionamientos de electrodos.
La figura 7b muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de la configuración de electrodos mostrada en la figura 2a (así como en la figura 3a); sin embargo, dichos electrodos 1 y 5 están girados en la página 90 grados respecto a los electrodos 1 y 5 mostrados en las figuras 2a y 3a. En dicha realización, el líquido 3 contacta con el plasma ajustable 4 generado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3 y el electrodo 5 en sustancialmente el mismo punto a lo largo de la dirección de flujo longitudinal "F" (es decir, hacia el exterior de la página) del elemento de canal 30. La dirección en la que fluye el líquido 3 es longitudinalmente a lo largo del elemento de canal 30 y es hacia el exterior del papel, hacia el lector, tal como en la figura 7a. Diversos aspectos deseables de dicha configuración de electrodos se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La figura 8a muestra una vista en perspectiva una sección transversal de la misma realización que la mostrada en la figura 7a. En dicha realización, tal como en la figura 7a, el fluido 3 en primer lugar interactúa con el plasma ajustable 4 creado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Después, el fluido 3 influido o acondicionado por el plasma, tras haber sido modificado (p.ej., acondicionado, modificado o preparado) por el plasma ajustable 4, comunica seguidamente con el electrodo 5, permitiendo de esta manera que se produzcan diversas reacciones electroquímicas, estando influidas dichas reacciones por el estado (p.ej., la composición química, la estructura física o cristalina, el estado o estados excitados, etc., del fluido 3 (y constituyentes en el fluido 3)) comentados en mayor detalle en otros sitios en la presente memoria. Se muestra una realización alternativa en la figura 8b. Dicha realización corresponde esencialmente en disposición general a las realizaciones mostradas en las figuras 3b y 4b. En dicha realización, el fluido 3 en primer lugar se comunica con el electrodo 5 y después el fluido 3 se comunica con el plasma ajustable 4 creado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3.
La figura 8c muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de dos electrodos 5a y 5b (correspondientes a las realizaciones mostradas en las figuras 3c y 4c), en los que la dirección de flujo longitudinal "F" del fluido 3 contacta con el primer electrodo 5a y después contacta con el segundo electrodo 5b en la dirección "F" del flujo de fluido. De manera similar, la figura 8d es una vista en perspectiva de una sección transversal y corresponde a las realizaciones mostradas en las figuras 3d y 4d. En dicha realización, el fluido 3 comunica con un primer plasma ajustable 4a creado por un primer electrodo 1a y después comunica con un segundo plasma ajustable 4b creado entre un segundo electrodo 1b y la superficie 2 del fluido 3.
La figura 9a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal y corresponde a la configuración de electrodos mostrada en la figura 7b (y generalmente a la configuración de electrodos mostrada en las figuras 3a y 4a, aunque rotada en 90 grados respecto a la misma). La totalidad de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 9a-9d están situadas de manera que los pares de electrodos mostrados están situados sustancialmente en el mismo punto longitudinal a lo largo del elemento de canal 30, tal como en la figura 7b.
De manera similar, la figura 9b corresponde de manera general a la configuración de electrodos mostrada en las figuras 3b y 4b y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración mostrada en la figura 8b.
La figura 9c muestra una configuración de electrodos correspondiente de manera general a las figuras 3c y 4c y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración de electrodos mostrada en la figura 8c.
La figura 9d muestra una configuración de electrodos correspondiente de manera general a las figuras 3d y 4d y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración de electrodos mostrada en la figura 8d.
Las configuraciones de electrodos mostradas generalmente en las figuras 7, 8 y 9, crean todas diferentes resultados (p.ej., diferentes efectos de acondicionamiento para el fluido 3, diferentes pH en el fluido 3, diferentes tamaños, formas y/o cantidades de materia particulada observada en el fluido 3, diferente funcionamiento de la combinación de fluido/nanopartículas, etc.) como función de una diversidad de características, incluyendo la orientación y posición de los electrodos respecto a la dirección de flujo de fluidos "F", el número de pares de electrodos proporcionados y su posicionamiento mutuo en el elemento de canal 30. Además, las composiciones, tamaños y formas específicas de electrodos, el número de diferentes tipos de electrodos proporcionado, el voltaje aplicado, el amperaje aplicado, la fuente de AC, la fuente de DC, la fuente de RF, la polaridad del electrodo, etc., pueden todos influir sobre las propiedades del líquido 3 (y/o constituyentes contenidos en el líquido 3) a medida que el líquido 3 fluye pasado dichos electrodos 1 y 5, y por lo tanto, las propiedades resultantes de los materiales (p.ej., la solución de nanopartículas) producidas en los mismos. Adicionalmente, el elemento de canal 30 que contiene líquido, en algunas realizaciones preferentes, contiene una pluralidad de combinaciones de electrodos mostradas en las figuras 7, 8 y 9. Dichos conjuntos de electrodos pueden ser todos de la misma configuración o pueden ser una combinación de diversas configuraciones diferentes de electrodos (comentadas en mayor detalle en otros sitios en la presente memoria). Además, las configuraciones de electrodos pueden comunicarse secuencialmente con el fluido "F" o pueden simultáneamente o en paralelo comunicarse con el fluido "F". Se muestran diferentes configuraciones de electrodos ejemplares y preferentes en figuras adicionales posteriormente en la presente memoria y se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria junto con diferentes nanopartículas y soluciones de nanopartículas producidas a partir de las mismas.
La figura 10a muestra una vista de una sección transversal del elemento de canal 30 que contiene líquido, mostrado en las figuras 7, 8 y 9. Dicho elemento de canal 30 presenta una sección transversal correspondiente a la de un rectángulo o un cuadrado y los electrodos (no mostrados en la figura 10a) pueden posicionarse convenientemente en la misma.
De manera similar, se muestran varias realizaciones de sección transversal alternativas adicionales del elemento de canal 30 que contiene un líquido, en las figuras 10b, 10c, 10d y 10e. La distancia "S" y "S" para la realización preferente mostrada en cada una de las figuras 10a a 10e mide, por ejemplo, entre aproximadamente "1" y aproximadamente "3" (aproximadamente 2,5 cm a 7,6 cm). La distancia "M" está comprendida entre aproximadamente 2'' y aproximadamente 4'' (aproximadamente 5 a 10 cm). La distancia "R" está comprendida entre aproximadamente 1/16''-1/2'' y aproximadamente 3'' (entre aproximadamente 1,6 mm-3 mm y aproximadamente 76 mm). La totalidad de dichas realizaciones (así como configuraciones adicionales que representan realizaciones alternativas que se encuentran dentro de los límites de la presente exposición) puede utilizarse en combinación con los demás aspectos de la presente exposición. Debe indicarse que la cantidad de líquido 3 contenida dentro de cada uno de los elementos de canal 30 que contiene líquido es una función no sólo de la profundidad "d", sino también una función de la sección transversal real. Brevemente, la cantidad de fluido 3 presente en y en torno al electrodo o electrodos 1 y 5 puede influir sobre uno o más efectos del plasma ajustable 4 sobre el líquido 3, así como la interacción o interacciones electroquímicas del electrodo 5 con el líquido 3. Entre dichos efectos se incluyen no sólo efectos de acondicionamiento de plasma ajustable 4 (p.ej., interacciones de los campos eléctrico y magnético del plasma, interacciones de la radiación electromagnética del plasma, creación de diversas especies químicas (p.ej., ácidos de Lewis y ácidos de Bronsted-Lowry) dentro del líquido, cambios de pH, etc.) con el líquido 3, sino también la concentración o interacción del plasma ajustable 4 con el líquido 3. De manera similar, la influencia de muchos aspectos del electrodo 5 sobre el líquido 3 (p.ej., interacciones electroquímicas) también es, por lo menos parcialmente, una función de la cantidad de líquida contiguo al electrodo o electrodos 5. Además, las concentraciones de campo eléctrico y magnético fuerte también presentarán efectos sobre la interacción del plasma 4 con el líquido 3, así como efectos sobre la interacción del electrodo 5 con el líquido 3. Algunos aspectos importantes de dichas interacciones importantes se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Además, un elemento de canal 30 puede comprender más de una forma en sección transversal a lo largo de todo su recorrido longitudinal. La incorporación de múltiples formas en sección transversal a lo largo del recorrido longitudinal de un elemento de canal 30 puede resultar, por ejemplo, en la modificación de los efectos del campo, concentración o reacción producidos por las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria (comentados en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria). Además, un elemento de canal 30 puede ser no lineal o "en forma de I", aunque puede presentar por el contrario "forma de Y" o "forma de V", en donde cada parte de la "Y" (o "V") presenta una forma y/o conjunto de dimensiones en sección transversal diferente (o similar).
La figura 11a muestra una vista en perspectiva de una realización de sustancialmente la totalidad del elemento de canal 30 mostrado en la figura 10b, que incluye una parte de entrada o extremo de entrada 31 y una parte de salida o extremo de salida 32. La dirección de flujo "F" comentada en otras figuras en la presente memoria corresponde a un líquido que entra por el extremo o en proximidad al extremo 31 (p.ej., utilizando un medio apropiado para administrar fluido en el elemento de canal 30 en la parte de entrada 31 o en proximidad a la misma) y sale del elemento de canal 30 por el extremo 32. La figura 11b muestra el elemento de canal 30 de la figura 11a, que contiene tres dispositivos de control, 20a, 20b y 20c, unidos extraíblemente al elemento de canal 30. La interacción y operaciones de los dispositivos de control, 20a, 20b y 20c, que contienen los electrodos 1 y/o 5 se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Sin embargo, los dispositivos de control 20 pueden unirse extraíblemente a una parte superior del elemento de canal 30 de manera que los dispositivos de control 20 sean capaces de posicionarse en diferentes posiciones a lo largo del elemento de canal 30, afectando de esta manera a determinados parámetros de procesamiento, constituyentes producidos, reactividad de los constituyentes producidos, así como nanopartícula o nanopartículas/fluido o fluidos producidos a partir de los mismos.
La figura 11c muestra una vista en perspectiva de una cubierta de dispositivo de control atmosférico 35'. El dispositivo o cubierta de control atmosférico 35' presenta unido al mismo una pluralidad de dispositivos de control, 20a, 20b y 20c, unidos controlablemente al electrodo o electrodos 1 y/o 5. La cubierta 35' está destinada a proporcionar la capacidad de controlar la atmósfera dentro y/o a lo largo de una parte sustancial de (p.ej., superior a 50% de) la dirección longitudinal del elemento de canal 30 ,de manera que cualquier plasma o plasmas ajustables 4 creados entre cualquier electrodo o electrodos 1 y la superficie 2 del líquido 3 puede ser una función del voltaje, corriente, densidad de corriente, polaridad, etc. (tal como se comenta en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria), así como una atmósfera controlada (tal como se comenta en mayor detalle en otros sitios en la presente memoria).
La figura 11d muestra el aparato de la figura 11c, incluyendo un medio de soporte adicional 34 para el soporte del elemento de canal 30 (p.ej., en una parte exterior del mismo), así como el soporte (por lo menos parcialmente) de los dispositivos de control 20 (no mostrados en la figura 11d). El lector debe entender que pueden modificarse diversos detalles respecto a, por ejemplo, las formas en sección transversal mostradas del elemento de canal 30, control o controles atmosféricos (p.ej., la cubierta 35') y los medios de soporte externo (p.ej., los medios de soporte 34) que se encuentran dentro de los límites de la presente exposición, algunos de los cuales se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La figura 11e muestra una configuración alternativa del elemento de canal 30. Específicamente, el elemento de canal 30 se muestra en una vista en perspectiva y "presenta forma de Y". Específicamente, el elemento de canal 30 comprende las partes superiores 30a y 30b y una parte inferior 30o. De manera similar, se proporcionan entradas 31a y 31b junto con la salida 32. La parte 30d corresponde al punto en que 30a y 30b se reúnen en 30o.
La figura 11f muestra el mismo elemento de canal "en forma de Y" mostrado en la figura 11e, excepto en que la parte 30d de la figura 11e ahora se muestra con una sección de mezcla 30d'. A este respecto, determinados constituyentes fabricados o producidos en el líquido 3 en una o la totalidad de, por ejemplo, las partes 30a, 30b y/o 30c pueden deseablemente mezclarse entre sí en el punto 30d (o 30d'). Dicha mezcla puede producirse naturalmente en la intersección 30d mostrada en la figura 11e (es decir, puede no requerirse ninguna sección específica o especial 30d'), o puede controlarse más específicamente en la parte 30d'. Debe entenderse que la parte 30d' podría conformarse en cualquier forma eficaz, tal como cuadrada, circular, rectangular, etc., y presentar la misma profundidad o una diferente respecto a otras partes del elemento de canal 30. A este respecto, la zona 30d podría ser una zona de mezcla o una zona de reacción posterior.
Las figuras 11g y 11h muestran un elemento de canal 30 "en forma de V". Específicamente, se ha añadido una parte nueva 30c. Otras características de las figuras 11g y 11h son similares a las características mostradas en 11e y 11f.
Debe entenderse que puede existir una diversidad de diferentes formas para el elemento de canal 30, cualquiera de las cuales puede producir resultados deseables.
La figura 12a muestra una vista en perspectiva de un aparato de control de la atmósfera local 35 que funciona como medio de control de la atmósfera local en torno a los conjuntos de electrodos 1 y/o 5 de manera que pueden utilizarse diversos gases localizados para, por ejemplo, controlar y/o afectar a determinados componentes en el plasma ajustable 4 entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3, así como influir sobre reacciones electroquímicas ajustables en el electrodo o electrodos 5 y/o en torno a los mismos. Los orificios pasantes 36 y 37 mostrados en el aparato de control atmosférico 35 se proporcionan para permitir la comunicación externa hacia el interior y a través de una parte del aparato 35. En particular, el orificio o entrada 37 se proporciona como conexión de entrada para cualquier especie gaseosa que deba introducirse en el interior del aparato 35. El orificio 36 se proporciona como puerto de comunicación para los electrodos 1 y/o 5 que se extiende a través de ellos, en el que los electrodos están conectados a, por ejemplo, el dispositivo de control 20 situado sobre el aparato 35. Los gases introducidos por la entrada 37 pueden simplemente proporcionarse a una presión positiva respecto a la atmósfera externa local y pueden dejarse escapar por cualesquiera medios o caminos adecuados, incluyendo, aunque sin limitación, burbujeo hacia el exterior en torno a las partes 39a y/o 39b del aparato 35, en el caso de que dichas partes se causen, por ejemplo, de sumergirse por lo menos parcialmente bajo la superficie 2 del líquido 3 (comentado en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). Alternativamente, puede proporcionarse un segundo orificio o salida (no mostrado) en otros sitios en el aparato de control atmosférico 35. Generalmente, las partes 39a y 39b pueden romper la superficie 2 del líquido 3, causando eficazmente que la superficie 2 actúe como parte del sello, formando una atmósfera localizada en torno a los conjuntos de electrodos 1 y/o 5. En el caso de que una presión positiva de un gas deseado entre por el puerto de entrada 37, puede provocarse que pequeñas burbujas burbujeen pasado, por ejemplo, las partes 39a y/o 39b. Alternativamente, el gas puede salir por una salida apropiada en el aparato de control atmosférico 35.
La figura 12b muestra una vista en perspectiva de un primer aparato de control atmosférico 35a en el primer término del elemento de canal 30 contenido dentro de la carcasa de soporte 34. Se incluye un segundo aparato de control atmosférico 35b y muestra un dispositivo de control 20 situado en el mismo. "F" denota la dirección longitudinal de flujo de líquido por el elemento de canal 30. La deseabilidad de la atmósfera o atmósferas localmente controladas (p.ej., de sustancialmente los mismos constituyentes químicos, tales como aire o nitrógeno, o constituyentes químicos sustancialmente diferentes, tales como helio y nitrógeno) en torno a diferentes conjuntos de electrodos 1 y/o 5 se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La figura 13 muestra una vista en perspectiva de un aparato alternativo de control atmosférico 38 en el que el elemento de canal entero 30 y los medios de soporte 34 se encuentran contenidos dentro del aparato de control atmosférico 38. En este caso, por ejemplo, puede proporcionarse la entrada de gases 37 (37') junto con una o más salidas de gas 37a (37a'). La posición exacta de la entrada o entradas de gases 37 (37') y de la salida o salida de gases 37a (37a') en el aparato de control atmosférico 38 es una cuestión de conveniencia, así como cuestión de la composición de la atmósfera contenida en el mismo. A este respecto, en el caso de que el gas sea más pesado que el aire o más ligero que el aire, las localizaciones de entradas y salidas pueden ajustarse correspondientemente. Se comentan aspectos de estos factores en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La figura 14 muestra una vista esquemática del aparato general utilizado según las enseñanzas de algunas de las realizaciones preferentes de la exposición en la presente memoria. En particular, dicha figura 14 muestra una vista esquemática lateral del elemento de canal 30 que contiene un líquido 3 en el mismo. Sobre el elemento de canal 30 descansa una pluralidad de dispositivos de control 20a-20d que se encuentran, en la presente realización, unidos extraíblemente al mismo. Los dispositivos de control 20a-20d pueden evidentemente fijarse de manera permanente en posición en la práctica de las diversas realizaciones. El número exacto de dispositivos de control 20 (y electrodo o electrodos correspondientes 1 y/o 5, así como la configuración o configuraciones de dichos electrodos) y el posicionamiento o localización de los dispositivos de control 20 (y electrodos correspondientes 1 y/o 5) son una función de diversas realizaciones preferentes comentadas en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Sin embargo, en general, se proporciona un líquido de introducción 3 (por ejemplo, agua o agua purificada) a un medio de transporte de líquido 40 (p.ej., una bomba de líquido, medios de gravedad o bombeo de líquido para bombear el líquido 3), tal como una bomba peristáltica para bombear el agua líquida 3 hacia el interior del elemento de canal 30 en un primer extremo 31 del mismo. Exactamente cómo se introduce el líquido 3 se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. Los medios de transporte de líquido 40 pueden incluir cualesquiera medios para desplazar líquidos 3, incluyendo, aunque sin limitarse a ellos, medios alimentados por gravedad o hidrostáticos, medios de bombeo, medios reguladores o de válvula, etc. Sin embargo, los medios de transporte de líquidos 40 deberían ser capaces de introducir fiable y/o controlablemente cantidades conocidas del líquido 3 en el elemento de canal 30. Una vez se ha proporcionado el líquido 3 en el interior del elemento de canal 30, pueden requerirse o no requerirse medios para desplazar en continuo el líquido 3 dentro del elemento de canal 30. Sin embargo, un medio simple para desplazar en continuo el líquido 3 incluye que el elemento de canal 30 se sitúe en un ligero ángulo 0 (p.ej., inferior a un grado a unos cuantos grados para un fluido de baja viscosidad 3, tal como agua) respecto a la superficie de soporte sobre la que se localiza el elemento de canal 30. Por ejemplo, una diferencia de altura vertical inferior a una pulgada entre una parte de entrada 31 y una parte de salida 32 espaciados por aproximadamente 6 pies (aproximadamente 1,8 metros) respecto a la superficie de soporte puede ser todo lo que se requiera, con la condición de que la viscosidad del líquido 3 no sea excesivamente alta (p.ej., cualquier viscosidad en torno a la viscosidad del agua puede controlarse mediante flujo por gravedad una vez dichos fluidos se encuentren contenidos o localizados dentro del elemento de canal 30). A este respecto, las figuras 15a y 15b muestra dos ángulos aceptables, 01 y 02, respectivamente, para el elemento de canal 30 que puede procesar diversas viscosidades, incluyendo fluidos de baja viscosidad, tales como el agua. La necesidad de un ángulo 0 mayor podría ser el resultado del procesamiento de un líquido 3 que presenta una viscosidad superior a la del agua; la necesidad de que el líquido 3 viaje por el canal 30 a una velocidad rápida, etc. Además, en el caso de que las viscosidades del líquido 3 se incrementan, de manera que la gravedad por sí sola resulta insuficiente, también pueden utilizarse otros fenómenos, tales como usos específicos de presión de cabeza hidrostática o presión hidrostática, para conseguir el flujo de fluido deseable. Además, también pueden proporcionarse medios adicionales para desplazar el líquido 3 a lo largo del elemento de canal 30 dentro del elemento de canal 30. Entre dichos medios para desplazar el fluido se incluyen medios mecánicos, tales como palas, ventiladores, hélices, tornillos sinfín, etc.; medios acústicos, tales como transductores; medios térmicos, tales como calentadores (que pueden presentar beneficios de procesamiento adicionales), etc., que también resultan deseables.
La figura 14 también muestra un tanque de almacenamiento o recipiente de almacenamiento 41 en el extremo 32 del elemento de canal 30. Dicho recipiente de almacenamiento 41 puede ser cualquier recipiente y/o medio de bombeo aceptable realizado en uno o más materiales que, por ejemplo, no interactúen negativamente con el líquido 3 producido dentro del elemento de canal 30. Entre los materiales aceptables se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, plásticos, tales como polietileno de alta densidad (HDPE), vidrio, uno o más metales (tal como determinados grados de acero inoxidable), etc. Además, aunque se muestra un tanque de almacenamiento 41 en la presente realización, el tanque 41 debe entenderse que incluye medios para distribuir o embotellar o envasar directamente el fluido 3 procesado en el elemento de canal 30.
Las figuras 16a, 16b y 16c muestran una vista en perspectiva de una realización preferente de la exposición en la presente memoria. En dichas figuras 16a, 16b y 16c, se muestran en mayor detalle ocho dispositivos separados de control 20a-h. Dichos dispositivos de control 20 pueden utilizar una o más configuraciones de electrodos mostradas en, por ejemplo, las figuras 8a, 8b, 8c y 8d. Las posiciones y funcionamiento exactos de los dispositivos de control 20 (y los electrodos correspondientes 1 y/o 5) se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. La figura 16b incluye la utilización de dos dispositivos de distribución de aire o control del aire (p.ej., los ventiladores 342a y 342b). De manera similar, la figura 16c incluye la utilización de dos dispositivos alternativos de distribución de aire o control del aire 342c y 342d.
La figura 17 muestra otra vista en perspectiva de otra realización del aparato, en el que se hacen girar seis dispositivos de control 20a-20f aproximadamente 90 grados respecto a los ocho dispositivos de control 20a-20h mostrados en las figuras 16a, 16b y 16c. Las posiciones y funcionamiento exactos de los dispositivos de control 20 y los electrodos correspondientes 1 y/o 5 se comentan en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria.
La figura 18 muestra una vista en perspectiva del aparato mostrado en la figura 16a, aunque dicho aparato ahora se muestra como circundado de manera sustancialmente completa por un aparato de control atmosférico 38. Dicho aparato 38 es un medio para controlar la atmosférica que circunda el elemento de canal 30, o puede utilizarse para aislar el material externo y no deseable evitando que entre en el elemento de canal 30 e interactúe negativamente con el mismo. Además, la salida 32 del elemento de canal 30 se muestra como comunicante con un recipiente de almacenamiento 41 por una tubería de salida 42. Además, también se muestra una salida 43 del tanque de almacenamiento 41. Dicha tubería de salida 43 puede dirigirse hacia cualquier otro medio adecuado de almacenamiento, envasado y/o manipulación del líquido 3 (comentado en mayor detalle posteriormente en la presente memoria).
Las figuras 19a, 19b, 19c y 19d muestran vistas en perspectiva de sección transversal adicionales de realizaciones de configuración de electrodos adicionales que pueden utilizarse.
En particular, la figura 19a muestra dos conjuntos de electrodos 5 (es decir, 4 electrodos en total, 5a, 5b, 5c y 5d) situados aproximadamente en paralelo entre sí a lo largo de una dirección longitudinal del elemento de canal 30 y sustancialmente perpendiculares (es decir, 60° a 90°) respecto a la dirección de flujo "F" del líquido 3 por el elemento de canal 30. En contraste, la figura 19b muestra dos conjuntos de electrodos 5 (es decir, 5a, 5b, 5c y 5d) situados contiguamente entre sí a lo largo de la dirección longitudinal del elemento de canal 30.
En contraste, la figura 19c muestra un conjunto de electrodos 5 (5a, 5b) situados sustancialmente en perpendicular a la dirección de flujo de fluido "F", y otro conjunto de electrodos 5 (5c, 5d) situados sustancialmente en paralelo a la dirección de flujo de fluido "F". La figura 19d muestra una imagen especular de la configuración de electrodos mostrada en la figura 19c. Aunque cada una de las figuras 19a, 19b, 19c y l9d muestra sólo el electrodo o electrodos 5, resulta evidente que el electrodo o electrodos 1 podría sustituirse por algunos o todos los electrodos 5 mostrados en cada una de las figuras 19a a 19d, y/o entremezclados con ellos (p.ej., de manera similar a las configuraciones de electrodos dadas a conocer en las figuras 8a a 8d y 9a a 9d). Estas configuraciones alternativas de electrodos, y algunas de sus ventajas asociadas, se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
Las figuras 20a a 20p muestran una diversidad de vistas en perspectiva de sección transversal de las diversas realizaciones de configuración de electrodos posibles y utilizables para todas las configuraciones de los electrodos 1 y 5 correspondientes únicamente a la realización mostrada en la figura 19a. En particular, por ejemplo, el número de electrodos 1 o 5 varía en dichas figuras 20a a 20p, así como las localizaciones específicas de dicho electrodo o electrodos 1 y 5 unas respecto a otras. Evidentemente, dichas combinaciones de electrodos 1 y 5 mostradas en las figuras 20a a 20p también podrían configurarse según cada una de las configuraciones alternativas de electrodos mostradas en las figuras 19b, 19c y 19d (es decir, dieciséis figuras adicionales, correspondientes a cada una de las figuras 19b, 19c y 19d), aunque no se han incluido figuras adicionales en la presente memoria en aras de la brevedad. Se dan a conocer en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria ventajas específicas de dichos conjuntos de electrodos, y otras.
Cada una de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 20a a 20p, según las condiciones de la operación particular, pueden resultar en diferentes productos procedentes de los mecanismos, aparatos y procedimientos dados a conocer en la presente memoria Un comentario más detallado de dichas diversas configuraciones y ventajas de las mismas se proporciona en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria.
Las figuras 21a, 21b, 21c y 21d muestran vistas en perspectiva de sección transversal de realizaciones adicionales de la exposición en la presente memoria. Las disposiciones de electrodos mostradas en dichas figuras, 21a a 21d, son similares en disposición a las disposiciones de electrodos mostradas en las figuras 19a, 19b, 19c y 19d, respectivamente. Sin embargo, en dichas figuras 21a a 21d, también se incluye un conjunto de membrana o barrera 50. En dichas realizaciones, se proporciona una membrana 50 como medio para separar diferentes productos realizados en diferentes conjuntos de electrodos o en proximidad a los mismos, de manera que algunos o todos los productos realizados por el conjunto de electrodos 1 y/o 5 en una cara de la membrana 50 puedan aislarse por lo menos parcialmente, o segregarse, o aislarse de manera sustancialmente completa respecto de determinados productos realizados en los electrodos 1 y/o 5 o en proximidad a ellos en la otra cara de la membrana 50. Dichos medios de membrana 50 pueden actuar como una barrera mecánica, barrera física, barrera mecanofísica, barrera química, barrera eléctrica, etc. De acuerdo con lo anterior, determinados productos realizados a partir de un primer conjunto de electrodos 1 y/o 5 pueden aislarse por lo menos parcialmente, o sustancialmente por completo, respecto de determinados productos realizados a partir de un segundo conjunto de electrodos 1 y/o 5. De manera similar, también pueden situarse de manera similar conjuntos de electrodos situados en serie adicionales. En otras palabras, pueden utilizarse una o más diferentes membranas 50 en cada conjunto de electrodos 1 y/o 5 o en proximidad al mismo y producirse determinados productos a partir del mismo y enviarse selectivamente a conjuntos adicionales de electrodos 1 y/o 5 longitudinalmente corriente abajo de los mismos. Dichas membranas 50 pueden resultar en una diversidad de diferentes composiciones del líquido 3 y/o nanopartículas o iones o constituyentes presentes en el líquido 3 producido en el elemento de canal 30 (comentado en mayor detalle en la presente memoria). Por ejemplo, pueden aislarse unas de otras diferentes composiciones formadas en el líquido 3.
La figura 22a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de un conjunto de electrodos que corresponde al conjunto de electrodos 5a, 5b mostrado en la figura 9c. Dicho conjunto de electrodos también puede utilizar una membrana 50 para la separación química, física, físicoquímica y/o mecánica. A este respecto, la figura 22b muestra una membrana 50 situada entre los electrodos 5a, 5b. Debe entenderse que los electrodos 5a, 5b podrían intercambiarse con los electrodos 1 en cualquiera de entre múltiples configuraciones mostradas en, por ejemplo, las figuras 9a-9c. En el caso de la figura 22b, el conjunto de membrana 50 presenta la capacidad de aislar parcial o sustancialmente por completo, algunos o todos los productos formados en el electrodo 5a, respecto de algunos o todos los productos formados en el electrodo 5b. De acuerdo con lo anterior, pueden controlarse diversas especies formadas en los electrodos 5a y 5b de manera que puedan reaccionar secuencialmente con conjuntos adicionales de ensamblaje de electrodos 5a, 5b y/o combinaciones de conjuntos de electrodos 5 y conjuntos de electrodos 1 en la dirección de flujo longitudinal "F" que adopta el líquido 3 a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. De acuerdo con lo anterior, mediante la selección apropiada de una membrana 50, puede controlarse, manipularse y/o ajustarse qué productos situados en qué electrodo (o conjunto de electrodos posterior o corriente abajo). En una realización preferente en la que la polaridad de los electrodos 5a y 5b es contraria, puede formarse una diversidad de diferentes productos en el electrodo 5a respecto al electrodo 5b.
La figura 22c muestra otra realización diferente en una vista esquemática de una sección transversal de una configuración de electrodos alternativa completamente diferente de los electrodos 5a y 5b. En dicho caso, el electrodo o electrodos 5a (o evidentemente, el electrodo o electrodos 1a) están situados sobre la membrana 50 y el electrodo o electrodos 5b están situados bajo la membrana 50 (p.ej., se encuentran sumergidos sustancialmente por completo en el líquido 3). A este respecto, el electrodo o electrodos 5b pueden comprender una pluralidad de electrodos o puede ser un único electrodo que corre a lo largo de por lo menos parte o la totalidad del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. En dicha realización, determinadas especies creadas en el electrodo o electrodos 5 sobre la membrana 50 pueden ser diferentes de determinadas especies creadas bajo la membrana 50 y dichas especies pueden reaccionar diferentemente a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. A este respecto, no resulta necesario que la membrana 50 recorra toda la longitud del elemento de canal 30, sino que puede estar presente en sólo una parte de dicha longitud y después conjuntos secuenciales de electrodos 1 y/o 5 pueden reaccionar con los productos producidos a partir de los mismos.
La figura 22d muestra otra realización alternativa en la que una configuración de electrodos 5a (y evidentemente, electrodos 1) mostrada en la figura 22c se localiza sobre una parte de la membrana 50, que se extiende a lo largo de por lo menos parte de la longitud del elemento de canal 30, y un segundo electrodo (o pluralidad de electrodos) 5b (similares al electrodo o electrodos 5b en la figura 22c) se extienden por como mínimo una parte del recorrido longitudinal a lo largo de la parte inferior del elemento de canal 30. En la presente realización de utilización de múltiples electrodos 5a, puede conseguirse una flexibilidad operativa adicional. Por ejemplo, mediante división del voltaje y la corriente en por lo menos dos electrodos 5a, las reacciones en los múltiples electrodos 5a pueden ser diferentes de las reacciones que se producen en un único electrodo 5a de tamaño, forma y/o composición similar. Evidentemente, dicha configuración de múltiples electrodos puede utilizarse en muchas de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, aunque no se hayan comentado expresamente en aras de la brevedad. Sin embargo, en general, múltiples electrodos 1 y/o 5 (es decir, en lugar de un único electrodo 1 y/o 5) pueden añadir una gran flexibilidad a los productos producidos según la presente exposición. Se comentan en otros sitios de la presente memoria detalles de algunas determinadas de estas ventajas.
La figura 23a es una vista en perspectiva de una sección transversal de otra realización que muestra un conjunto de electrodos 5 que se corresponde de manera general al conjunto de electrodos 5 mostrado en la figura 19a; sin embargo, la diferencia entre la realización de la figura 23a es que se ha proporcionado un tercer conjunto de electrodo o electrodos 5e, 5f además de los dos conjuntos de electrodos 5a, 5b, 5c y 5d mostrados en la figura 19a. Evidentemente, los conjuntos de electrodos 5a, 5b, 5c, 5d, 5e y 5f también pueden rotarse 90 grados de manera que correspondan aproximadamente a los dos conjuntos de electrodos mostrados en la figura 19b. En aras de la brevedad, no se han incluido en la presente memoria figuras adicionales que muestran realizaciones adicionales de dichos conjuntos de configuraciones de electrodos.
La figura 23b muestra otra realización que también permuta en muchas realizaciones adicionales, en las que los conjuntos de membrana 50a y 50b han sido insertados entre los tres conjuntos de electrodos 5a, 5b-5c, 5d y 5e, 5f. Evidentemente la combinación de una o más configuraciones de electrodos, número de electrodos y medios de membrana exactos 50 utilizados para conseguir la separación incluye muchas realizaciones, cada una de las cuales puede producir diferentes productos al someterlas a las enseñanzas de la presente exposición. Se proporciona en otros sitios de la presente memoria un comentario más detallado de dichos productos y operaciones de dichas realizaciones.
Las figuras 24a-24e, 25a-25e y 26a-26e muestran vistas de secciones transversales de una diversidad de medios de membrana 50, diseños y/o localizaciones que pueden utilizarse según diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. En cada una de dichas realizaciones, los medios de membrana 50 proporcionan un medio para separar uno o más productos realizados en uno o más conjuntos de electrodos 1/5.
Descripción detallada de los dibujos
Las figuras 1a, 1b y 1c muestran vistas esquemáticas de secciones transversales de un conjunto de electrodos manual según la exposición en la presente memoria.
Las figuras 2a y 2b muestran vistas esquemáticas de secciones transversales de un conjunto de electrodos automático según la exposición en la presente memoria.
Las figuras 3a a 3d muestran cuatro configuraciones alternativas de electrodos para los electrodos 1 y 5 controlados por un dispositivo automático.
Las figuras 4a a 4d muestran cuatro configuraciones alternativas de electrodos para los electrodos 1 y 5 que están controlados manualmente.
Las figuras 5a a 5e muestran cinco realizaciones representativas diferentes de configuraciones para el electrodo 1.
La figura 6 muestra una vista esquemática de una sección transversal de plasmas producidos utilizando una configuración específica del electrodo 1.
Las figuras 7a y 7b muestran una vista en perspectiva de una sección transversal de dos conjuntos de electrodos utilizados.
Las figuras 8a a 8d muestran vistas en perspectiva esquemáticas de cuatro conjuntos de electrodos diferentes correspondientes a los conjuntos de electrodos mostrados en las figuras 3a a 3d, respectivamente.
Las figuras 9a a 9d muestran vistas en perspectiva esquemáticas de cuatro conjuntos de electrodos diferentes correspondientes a los conjuntos de electrodos mostrados en las figuras 4a a 4d, respectivamente.
Las figuras 10a a 10e muestran vistas de una sección transversal de diversos elementos de canal 30.
Las figuras 11a a 11h muestran vistas en perspectiva de diversos elementos de canal y dispositivos de control atmosférico y de soporte.
Las figuras 12a y 12b muestran diversos dispositivos de control atmosférico para el control atmosférico local en torno a los conjuntos de electrodos 1 y/o 5.
La figura 13 muestra un dispositivo de control atmosférico para el control de la atmósfera que circunda la totalidad del elemento de canal 30.
La figura 14 muestra una vista esquemática de una sección transversal de un conjunto de dispositivos de control 20 situados en un elemento de canal 30 con un líquido 3 que fluye por el mismo.
Las figuras 15a y 15b muestran vistas esquemáticas de una sección transversal de diversos ángulos 01 y 02 del elemento de canal 30.
Las figuras 16a, 16b y 16c muestran vistas en perspectiva de diversos dispositivos de control 20 que contienen los conjuntos de electrodos 1 y/o 5 en los mismos situados sobre un elemento de canal 30.
La figura 17 muestra una vista en perspectiva de diversos dispositivos de control 20 que contienen conjuntos de electrodos 1 y/o 5 en los mismos situados sobre un elemento de canal 30.
La figura 18 muestra una vista en perspectiva de diversos dispositivos de control 20 que contienen conjuntos de electrodos 1 y/o 5 en los mismos situados sobre un elemento de canal 30 y que incluye una caja 38 que controla el medio en torno a todo el dispositivo y que incluye además un tanque de retención 41.
Las figuras 19a a 19d son vistas esquemáticas en perspectiva de múltiples conjuntos de electrodos contenidos dentro de un elemento de canal 30.
Las figuras 20a a 20p muestran vistas en perspectiva de múltiples conjuntos de electrodos 1/5 en 16 diferentes combinaciones posibles.
Las figuras 21a a 21d muestran cuatro vistas esquemáticas en perspectiva de posibles configuraciones de electrodos separados por una membrana 50.
Las figuras 22a a 22d muestran vistas esquemáticas en perspectiva de cuatro combinaciones de electrodos diferentes separados por una membrana 50.
Las figuras 23 y 23b muestran una vista esquemática en perspectiva de tres conjuntos de electrodos y tres conjuntos de electrodos separados por dos membranas 50a y 50b, respectivamente.
Las figuras 24a a 24e muestran diversas membranas 50 situadas en diversas secciones transversales de un elemento de canal 30.
Las figuras 25a a 25e muestran diversas membranas 50 situadas en diversas secciones transversales de un elemento de canal 30.
Las figuras 26a a 26e muestran diversas membranas 50 situadas en diversas secciones transversales de un elemento de canal 30.
La figura 27 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de control 20.
Las figuras 28a y 28b muestran una vista en perspectiva de un dispositivo de control 20.
La figura 28c muestra una vista en perspectiva de un soporte de electrodo.
Las figuras 28d a 28l muestran una diversidad de vistas en perspectiva de diferentes dispositivos de control 20 con y sin dispositivos de control atmosférico localizado.
La figura 29 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de control térmico que incluye un elemento refractario 29 y un disipador de calor 28.
La figura 30 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de control 20.
La figura 31 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de control 20.
Las figuras 32a, 32b y 32c muestran diagramas de cableado eléctrico de un transformador AC para la utilización con diferentes realizaciones de la exposición en la presente memoria.
La figura 33a muestra una vista esquemática de un transformador y las figuras 33b y 33c muestran representaciones esquemáticas de dos ondas sinusoidales en fase y fuera de fase, respectivamente.
Las figuras 34a, 34b y 34c muestran, cada una, vistas esquemáticas de ocho diagramas de cableado eléctrico para la utilización con 8 conjuntos de electrodos.
La figura 35 muestra una vista esquemática de un diagrama de cableado eléctrico utilizado para monitorizar voltajes a partir de las salidas de una bobina secundaria de un transformador.
Las figuras 36a, 36b y 36c muestran vistas esquemáticas de diagramas de cableado asociadas a un tablero de relés de circuito Velleman K8056.
La figura 37a muestra un gráfico de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a 16 electrodos diferentes en un conjunto de 8 electrodos utilizado en el Ejemplo 1 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 37b a 37i muestran los voltajes reales aplicados como función del tiempo para los 16 electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 1.
La figura 38a muestra un gráfico de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a 16 electrodos diferentes en un conjunto de 8 electrodos utilizado en el Ejemplo 2 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 38b a 38i muestran los voltajes reales aplicados como función del tiempo para los 16 electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 2.
La figura 39a muestra un gráfico de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a 16 electrodos diferentes en un conjunto de 8 electrodos utilizado en el Ejemplo 3 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 39b a 39i muestran los voltajes reales aplicados como función del tiempo para los 16 electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 3.
La figura 40a muestra un gráfico de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a 16 electrodos diferentes en un conjunto de 8 electrodos utilizado en el Ejemplo 4 para fabricar nanopartículas a base de cinc y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 40b a 40i muestran los voltajes reales aplicados como función del tiempo para los 16 electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 4.
La figura 41a muestra un gráfico de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a 16 electrodos diferentes en un conjunto de 8 electrodos utilizado en el Ejemplo 5 para fabricar nanopartículas a base de cobre y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 41b a 41i muestran los voltajes reales aplicados como función del tiempo para los 16 electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 5.
Las figuras 42a-e son gráficos de SEM-EDS de los materiales realizados en cada uno de los Ejemplos 1 a 5, respectivamente.
Las figuras 42f-o corresponden a 10 soluciones diferentes, GR1 a GR10, realizadas utilizando las materias primas de los Ejemplos 1 a 5 (es decir, realizadas según la Tabla 8 y la Tabla 9).
Las figuras 43a(i-iv)-43e(i-iv) son fotomicrografías de SEM a 4 ampliaciones diferentes en cada figura correspondientes a las materias primas de los Ejemplos 1 a 5, respectivamente.
Las figuras 43f(i-v)-43o(i-iv) son fotomicrografías de SEM a 4 ampliaciones diferentes en cada figura correspondientes a las soluciones GR1 a GR10 dadas a conocer en la Tabla 8 y en la Tabla 9.
La figura 44a muestra 5 espectros de UV-Vis de las materias primas realizadas según los Ejemplos 1 a 5.
Las figuras 44b a 44e muestran los espectros de UV-Vis de las 10 soluciones diferentes, g R1 a GR10, mostradas en la Tabla 8 y en la Tabla 9 realizadas con las materias primas según los Ejemplos 1 a 5.
La figura 45 muestra espectros de Raman de cada una de las 10 soluciones g R1 a GR10 mostradas en la Tabla 8 y en la Tabla 9.
Las figuras 46 muestran resultados de Bioscreen biológico para E. coli frente a las materias primas de los Ejemplos 1 a 5 y las soluciones GR1 a GR10 mostradas en la Tabla 8 y en la Tabla 9.
La figura 47 muestra los resultados de concentración inhibidora mínima ("CIM") biológica obtenidos con un dispositivo Bioscreen utilizando GR3 contra E. coli; se representa gráficamente la densidad óptica como una función del tiempo.
La figura 48 muestra los resultados de concentración inhibidora mínima ("CIM") biológica obtenidos con un dispositivo Bioscreen utilizando GR8 contra E. coli; se representa gráficamente la densidad óptica como una función del tiempo.
La figura 49 muestra los resultados biológicos de un dispositivo Bioscreen que utiliza las materias primas realizadas en el Ejemplo 2 combinadas con diversas cantidades variables de las materias primas realizadas en el Ejemplo 4; se representa gráficamente la densidad óptica como función del tiempo.
Las figuras 50a a 50c muestran los resultados biológicos de la materia prima realizada en el Ejemplo 2 obtenidos con un dispositivo Bioscreen con diversas cantidades de agua tratada añadida al mismo; se representa gráficamente la densidad óptica como función del tiempo.
Las figuras 51a a 51h muestran diversas curvas de crecimiento celular y citotoxicidad para las soluciones GR3, GR5, GR8 y GR9 frente a células fibroblásticas de riñón de cerdo enano y frente a células epiteliales de hígado murino; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
Las figuras 52a a 52f muestran los resultados (curvas) de citotoxicidad (LD50) para GR3, GR5 y GR8 frente a células epiteliales hepáticas murinas; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
Las figuras 53a a 53h muestran los resultados (curvas) de LD50 para GR3, GR5, GR8 y GR9 frente a células fibroblásticas de riñón de cerdo enano; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
La figura 54 muestra los resultados biológicos de un dispositivo Bioscreen para el rendimiento de GR5 en solución, según se forma en la Tabla 8 y, en comparación con un GR5 liofilizado y rehidratado; se representa gráficamente la densidad óptica como una función del tiempo.
Las figuras 55a a 55c muestran gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 6 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 56a a 56h muestran gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 7 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 57a-57b muestran mediciones de dispersión dinámica de la luz para el Ejemplo 7.
Las figuras 58a a 58h son fotomicrografías de SEM de muestras secas preparadas según el Ejemplo 7.
Las figuras 59a a 59c muestran espectros de UV-Vis obtenidos de las muestras líquidas preparadas según el Ejemplo 7.
La figura 60 muestra resultados biológicos de Bioscreen para las muestras preparadas según el Ejemplo 7. Las figuras 61a a 61c muestran gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 8 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 62a-62c muestran mediciones de dispersión dinámica de la luz para el Ejemplo 8.
La figura 63 muestra resultados biológicos de Bioscreen para el Ejemplo 8.
Las figuras 64a a 64e muestran gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 9 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas.
Las figuras 65a-65b muestran una vista en perspectiva de un aparato de recolección de espectros utilizado en el Ejemplo 9.
Las figuras 66a a 66e muestran espectros recogidos del Ejemplo 9.
Las figuras 67a a 67f muestran espectros representativos conocidos de la técnica.
La figura 68 muestra resultados biológicos de Bioscreen para el Ejemplo 9.
La figura 69 muestra gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 10 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas. Las figuras 70a a 70c muestran espectros recogidos del Ejemplo 10.
Las figuras 71a a 71c muestran espectros recogidos del Ejemplo 10.
Las figuras 72a a 72c muestran diversas curvas de citotoxicidad para soluciones utilizadas en el Ejemplo 11 frente a células epiteliales hepáticas murinas; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
Las figuras 73a a 73b muestran diversas curvas de citotoxicidad para soluciones utilizadas en el Ejemplo 11 frente a células epiteliales hepáticas murinas; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
Las figuras 74a-74b muestran diversas curvas de citotoxicidad para soluciones utilizadas en el Ejemplo 11 frente a células epiteliales hepáticas murinas; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
La figura 75 muestra gráficos de columnas de diversos voltajes medios diana y reales aplicados a electrodos diferentes utilizados en el Ejemplo 11 para fabricar nanopartículas a base de plata y soluciones de nanopartículas. Las figuras 76a a 76b muestran diversas curvas de citotoxicidad para soluciones utilizadas en el Ejemplo 11 frente a células epiteliales hepáticas murinas; el nivel de fluorescencia respecto a las células de control (100%) se representa gráficamente frente a cantidades crecientes de nanopartículas.
Las figuras 77a-77b muestran resultados biológicos de Bioscreen para el Ejemplo 11.
Las figuras 78a-78b muestran resultados biológicos de Bioscreen para el Ejemplo 12.
Las figuras 79a-79c muestran resultados biológicos de Bioscreen para el Ejemplo 12.
Las figuras 80a-80f muestran mediciones de dispersión dinámica de la luz para el Ejemplo 12.
Las figuras 81a-81e muestran mediciones de dispersión dinámica de la luz para el Ejemplo 12.
Descripción detallada
Las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria se refieren de manera general a nuevos métodos y nuevos dispositivos para la fabricación continua de una diversidad de constituyentes en un líquido, incluyendo nanopartículas y una o más soluciones líquidas/de nanopartículas. Las nanopartículas producidas en los diversos líquidos pueden comprender una diversidad de posibles composiciones, tamaños y formas, conglomerados, compuestos y/o morfologías superficiales que muestran una diversidad de nuevas e interesantes propiedades físicas, catalíticas, biocatalíticas y/o biofísicas. El líquido o líquidos utilizados y creados/modificados durante el procedimiento desempeñan un papel importante en la fabricación y/o en el funcionamiento de las nanopartículas y/o solución o soluciones líquidas/de nanopartículas. La atmósfera o atmósferas utilizadas desempeñan un papel importante en la fabricación y/o en el funcionamiento de las nanopartículas y/o solución o soluciones líquidas/de nanopartículas. Se causa que las partículas (p.ej., las nanopartículas) se encuentren presentes (p.ej., sean creadas) en por lo menos un líquido (p.ej., agua) preferentemente mediante la utilización de por lo menos un plasma ajustable (p.ej., formado en una o más atmósferas), en el que el plasma ajustable se comunica con por lo menos una parte de una superficie del líquido. La fuente o fuentes de energía utilizadas para crear el plasma o plasmas desempeñan un papel importante en la fabricación y/o en el funcionamiento de las nanopartículas y/o solución o soluciones líquidas/de nanopartículas. Por ejemplo, el voltaje, amperaje, polaridad, etc., todos pueden influir sobre el procesamiento y/o propiedades finales de los productos producidos. Los electrodos de base metálica de una o diversas composiciones y/o configuraciones únicas resultan preferentes para la utilización en la formación del plasma o plasma ajustables, aunque también pueden utilizarse electrodos de base no metálica. También resulta preferente la utilización de por lo menos una técnica de procesamiento electroquímico ajustable posterior y/o sustancialmente simultánea. Los electrodos de base metálica de una o diversas composiciones y/o de configuraciones únicas resultan preferentes para la utilización en la técnica o técnicas de procesamiento electroquímico ajustables.
ELECTRODOS DE PLASMA AJUSTABLES Y ELECTRODOS ELECTROQUÍMICOS AJUSTABLES
Un aspecto importante de una realización de la exposición en la presente memoria implica la creación de un plasma ajustable en el que el plasma ajustable se localiza entre por lo menos un electrodo (o pluralidad de electrodos) situado superiormente a por lo menos una parte de la superficie de un líquido y por lo menos una parte de la superficie del líquido mismo. La superficie del líquido se encuentra en comunicación eléctrica con por lo menos un segundo electrodo (o una pluralidad de segundos electrodos). Dicha configuración presenta determinadas características similares a una configuración de descarga de barrera dieléctrica, excepto en que la superficie del líquido es un participante activo en dicha configuración.
La figura 1a muestra una vista de una sección transversal parcial de una realización de un electrodo 1 con una forma triangular situado a una distancia "x" sobre la superficie 2 de un líquido 3 que fluye, por ejemplo, en la dirección "F". El electrodo 1 mostrado es un triángulo isósceles, aunque también puede presentar la forma de un triángulo rectángulo o un triángulo equilátero. Puede generarse un plasma ajustable 4 entre la punta o punto 9 del electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3 al conectar una fuente de energía apropiada 10 entre el electrodo de fuente puntual 1 y el electrodo 5, en el que el electrodo 5 se comunica con el líquido 3 (p.ej., se encuentra por lo menos parcialmente bajo la superficie 2 (p.ej., la superficie de la masa o superficie efectiva) del líquido 3). Debe indicarse que, bajo determinadas condiciones, la punta 9' del electrodo 5 puede de hecho encontrarse situada físicamente ligeramente en la parte superior de la superficie de la masa 2 del líquido 3, aunque el líquido todavía se comunica con el electrodo mediante un fenómeno conocido como "conos de Taylor", creando de esta manera una superficie efectiva 2'. Los conos de Taylor se comentan en la patente US n° 5.478.533, publicada el 26 de diciembre de 1995, de Inculet, titulada 'Method and Apparatus for Ozone Generation and Treatment of Water'. A este respecto, la figura 1b muestra una configuración de electrodos similar a la mostrada en la figura 1a, excepto en que se utiliza un cono de Taylor "T" para crear una superficie efectiva 2' para conseguir la conexión eléctrica entre el electrodo 5 y la superficie 2 (2') del líquido 3. Se hace referencia a los conos de Taylor en la patente de Inculet como creados por un "campo impreso". En particular, los conos de Taylor fueron analizados por primera vez por Sir Geoffrey Taylor a principios de los años 1960, cuando Taylor informó de que la aplicación de un campo eléctrico de suficiente intensidad causará que una gota de agua asumirá una formación cónica. Debe indicarse que los conos de Taylor, aunque una función del campo eléctrico, también son una función de la conductividad del fluido. De acuerdo con lo anterior, a medida que cambia la conductividad, también puede cambiar la forma y/o la intensidad de un cono de Taylor. De acuerdo con lo anterior, pueden observarse conos de Taylor de diversa intensidad en proximidad a las puntas 9' en el electrodo o electrodos 5 de la presente exposición como una función no sólo del campo eléctrico que se genera en torno al electrodo o electrodos 5, sino también como función de los constituyentes en el líquido 3 (p.ej., constituyentes conductores proporcionados por, por ejemplo, el plasma ajustable 4) y otros. Además, los cambios del campo eléctrico también son proporcionales a la cantidad de corriente aplicada.
La zona de plasma ajustable 4, creada en la realización mostrada en la figura 1a, típicamente puede presentar una forma correspondiente a una estructura de tipo cono en por lo menos una parte del procedimiento, y en algunas realizaciones, puede mantener dicha forma de tipo cónico durante sustancialmente la totalidad del procedimiento. En otras realizaciones, la forma de la zona de plasma ajustable 4 puede conformarse más como rayos. El volumen, intensidad, constituyentes (p.ej., composición), actividad, sitios exactos, etc. del plasma o plasmas ajustables 4 variarán según varios factores, incluyendo, aunque sin limitación, la distancia "x", la composición física y/o química del electrodo 1, la forma del electrodo 1, la localización del electrodo 1 respecto a otro electrodo o electrodos 1 situados corriente arriba del electrodo 1, la fuente de energía 10 (p.ej., DC, AC, Ac rectificada, la polaridad aplicada de DC y/o AC rectificada, RF, etc.), la potencia aplicada por la fuente de energía (p.ej., los voltios aplicados, los amperios aplicados, etc.), los campos eléctricos y/o magnéticos creados en el plasma 4 o en proximidad al mismo, la composición del gas natural o suministrado o atmósfera entre y/o entorno al electrodo 1 y la superficie 2 del líquido, la temperatura, presión, caudal del líquido 3 en la dirección "F", composición del líquido 3, conductividad del líquido 3, superficie en sección transversal (p.ej., volumen) del líquido en proximidad y en torno a los electrodos 1 y 5 (p.ej., la cantidad de tiempo durante el cual se permite al líquido 3 interactuar con el plasma ajustable 4 y la intensidad de tales interacciones), la presencia de flujo atmosférico (p.ej., flujo de aire) en la superficie 2 o en proximidad a la misma del líquido 3 (p.ej., uno o más ventiladores de refrigeración o medios de movimiento atmosférico proporcionados), etc. Específicamente, por ejemplo, la distancia máxima "x" que puede utilizarse para el plasma ajustable 4 es una distancia "x" que corresponde a, por ejemplo, el campo eléctrico de ruptura "Ec" mostrado en la Ecuación 1. En otras palabras, la consecución de la ruptura del gas o atmósfera proporcionado entre la punta 9 del electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. En el caso de que la distancia "x" exceda la distancia máxima requerida para conseguir la ruptura eléctrica ("Ec"), no se observará plasma 4 en ausencia de la utilización de técnicas o interacciones adicionales. Sin embargo, en el caso de que la distancia "x" sea igual o inferior a la distancia máxima requerida para conseguir la formación del plasma ajustable 4, podrán realizarse diversos ajustes físicos y/o químicos del plasma 4. Entre dichos cambios se incluyen el diámetro del plasma 4 en la superficie 2 del líquido 3, la intensidad (p.ej., el brillo y/o la intensidad y/o la reactividad) del plasma 4, la intensidad del viento eléctrico creado por el plasma 4 y que sopla hacia la superficie 2 del líquido 3, etc.
La composición del electrodo 1 también puede desempeñar un papel importante en la formación del plasma ajustable 4. Por ejemplo, resulta adecuada una diversidad de materiales conocidos para la utilización como electrodo o electrodos 1 de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. Entre estos materiales se incluyen metales, tales como platino, oro, plata, cinc, cobre, titanio y/o aleaciones o mezclas de los mismos, etc. Sin embargo, el electrodo o electrodos 1 (y 5) pueden estar realizados en cualquier material adecuado que puede comprender uno o más metales (p.ej., incluyendo óxidos, carburos, nitruros, carbono, silicio y mezclas o compuestos de los mismos adecuados, etc.). Todavía adicionalmente, también resultan deseables aleaciones de diversos metales. Específicamente, las aleaciones pueden proporcionar constituyentes químicos de diferentes cantidades, intensidades y/o reactividades en el plasma ajustable 4, resultando en, por ejemplo, diferentes propiedades en y/o en torno al plasma 4, y/o diferentes constituyentes en el líquido 3. Por ejemplo, pueden emitirse diferentes espectros a partir del plasma 4, pueden emitirse diferentes campos a partir del plasma 4, etc. De esta manera, el plasma 4 puede participar en la formación de una diversidad de diferentes nanopartículas y/o soluciones de nanopartículas y/o constituyentes deseables, o uno o más intermediarios presentes en el líquido 3 requeridos para conseguir productos finales deseables. Todavía adicionalmente, no sólo la composición química y el factor o factores de forma del electrodo o electrodos 1, 5 desempeñan un papel en la formación del plasma ajustable 4, sino también el modo en que se ha fabricado cualquier electrodo o electrodos 1, 5 puede influir sobre el rendimiento de los mismos 1, 5. A este respecto, la técnica o técnicas de conformado exactas, incluyendo las técnicas de forjado, estirado y/o moldeo utilizadas para formar el electrodo o electrodos 1, 5 pueden presentar una influencia sobre la actividad química y/o física del electrodo o electrodos 1, 5, incluyendo cuestiones termodinámicas y/o cinéticas.
La creación de un plasma ajustable 4 en, por ejemplo, el aire sobre la superficie 2 de un líquido 3 (p.ej., agua) típicamente producirá por lo menos algo de ozono, así como determinadas cantidades de una diversidad de compuestos a base de nitrógeno y otros componentes. Pueden producirse diversos materiales ejemplares en el plasma ajustable 4 y entre ellos se incluyen una diversidad de materiales que son dependientes de varios factores, incluyendo la atmósfera entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Para ayudar a comprender la diversidad de especies que se encuentran posiblemente presentes en el plasma 4 y/o en el líquido 3 (en el caso de que el líquido comprenda agua), se hace referencia a una tesis de 15 de junio de 2000 por Wilhelmus Frederik Laurens Maria Hoeben, titulada "Pulsed corona-induced degradation of organic materials in water" [Degradación inducida por corona pulsada de materiales orgánicos en agua]. El trabajo en la tesis anteriormente indicada se refiere principalmente a la creación de degradación inducida por corona de materiales no deseables presentes en el agua, en el que se hace referencia a dicha corona como corona DC pulsada. Sin embargo, también pueden encontrarse presentes muchas de las especies químicas a las que se hace referencia en ella, en el plasma ajustable 4 de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, especialmente en el caso de que la atmósfera que asiste en la creación del plasma ajustable 4 comprenda aire húmedo y el líquido 3 comprenda agua. A este respecto, muchos radicales, iones y elementos metaestables pueden encontrarse presentes en el plasma ajustable 4 debido a la disociación y/o ionización de cualesquiera moléculas o átomos de la fase gaseosa presentes entre el electrodo 1 y la superficie 2. En el caso de que haya humedad presente en el aire y dicho aire húmedo sea por lo menos un componente mayor de la atmósfera "de alimentación" del plasma ajustable 4, pueden formarse especies oxidantes, tales como radicales hidroxilo, ozono, oxígeno atómico, oxígeno en estado singlete y radicales hidroperoxilo. Todavía adicionalmente, también pueden formarse cantidades de óxidos de nitrógeno, tales como NOx y N2O. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, la Tabla 1 lista algunos de los reactivos que podría esperarse que se encontrasen presentes en el plasma ajustable 4 en el caso de que el líquido 3 comprenda agua y la atmósfera que alimenta o asiste en el suministro de materias primas al plasma ajustable 4 comprenda aire húmedo.
Tabla 1
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Un artículo de abril de 1995 titulado "Electrolysis Processes in D.C. Corona Discharges in Humid Air", escrito por J. Lelievre, N. Dubreuil y J.-L. Brisset, y publicado en el J. Phys. III France 5 en las páginas 447 a 457 se centra principalmente en las descargas de corona DC y señala que, según la polaridad del electrodo activo, aniones tales como nitritos y nitratos, carbonatos y aniones de oxígeno eran iones prominentes con una descarga negativa, mientras que los protones, oxígeno y cationes NOx eran las especies catiónicas principales creadas en una descarga positiva. Las concentraciones de nitritos y/o nitratos podían variar con la intensidad de la corriente. El artículo también da a conocer en la Tabla I en el mismo (la Tabla 2 según se reproduce en la presente memoria), una diversidad de especies y potenciales de electrodo estándar que pueden encontrarse presentes en los plasmas DC creados en el mismo. De acuerdo con lo anterior, se esperaría la posible presencia de dichas especies en el plasma o plasmas ajustables 4 según las condiciones operativas específicas utilizadas para crear el plasma o plasmas ajustables 4.
Tabla 2
Figure imgf000020_0001
Un artículo publicado el 15 de octubre de 2003 titulado "Optical and electrical diagnostics of a non-equilibrium air plasma", de autores XinPei Lu, Frank Leipold y Mounir Laroussi, y publicado en Journal of Physics D: Applied Physics, páginas 2662 a 2666 se centra en la aplicación de AC (60 Hz) de alto voltaje (<20 kV) a un par de electrodos paralelos separados por un hueco de aire. Uno de los electrodos era un disco de metal, mientras que el otro electrodo era una superficie de agua. Las mediciones espectroscópicas realizadas mostraron que la emisión de luz a partir del plasma estaba dominada por transiciones de OH (A-X, N2 (C-B) y N2+ (B-X). Los espectros de la figura 4a en el mismo se han reproducido en la presente memoria en la figura 67a.
Un artículo de Z. Machala, et al. titulado "Emission spectroscopy of atmospheric pressure plasmas for bio-medical and environmental applications", publicado en 2007 en Journal of Molecular Spectroscopy, da a conocer espectros de emisión adicionales de plasma a presión atmosférica. Los espectros de las figuras 3 y 4 de la misma se han reproducido en las figuras 67b y 67c.
Un artículo de M. Laroussi y X. Lu titulado "Room-temperature atmospheric pressure plasma plume for biomedical applications", publicado en 2005 en Applied Physics Letters, da a conocer espectros de emisión de OH, N2 , N2+, He y O. Los espectros de la figura 4 en el mismo se han reproducido en las figuras 67d, 67e y 67f.
También se conoce de la técnica la generación de ozono mediante descarga de corona pulsada sobre una superficie de agua, tal como dan a conocer Petr Lukes, et al. en el artículo "Generation of ozone by pulsed corona discharge over water surface in hybrid gas-liquid electrical discharge reactor", publicado en J. Phys. D: US Phys. 38:409-416, 2005. Lukes et al. dan a conocer la formación de ozono mediante descarga de corona positiva pulsada generada en una fase gaseosa entre un electrodo plano de alto voltaje (realizado en carbono vítreo reticulado) y una superficie de agua, en el que dicho agua presenta un electrodo mecánicamente conformado "de punta" de acero inoxidable de tierra sumergido situado dentro del agua y alimentado por una fuente eléctrica separada. Se dan a conocer diversas especies deseables como formadas en el líquido, algunas de las cuales, según las condiciones operativas específicas de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, también podría esperarse que se encuentren presentes.
Además, la patente US número 6.749.759, publicada el 15 de junio de 2004, de Denes et al., y titulada 'Method for Disinfecting a Dense Fluid Medium in a Dense Medium Plasma', da a conocer un método para desinfectar un medio fluido denso en un reactor de plasma de medio denso. Denes et al. dan a conocer la descontaminación y desinfección de agua potable para una diversidad de fines. Denes et al. dan a conocer diversos medios de plasma a presión atmosférica, así como descargas de fase gaseosa, descargas de alto voltaje pulsadas, etc. Denes et al. utiliza un primer electrodo que comprende un primer material conductor sumergido dentro de un medio fluido denso y un segundo electrodo que comprende un segundo material conductor, también sumergido dentro del medio fluido denso. A continuación, Denes et al. aplican un potencial eléctrico entre el primer y segundo electrodos para crear una zona de descarga entre los electrodos para producir especies reactivas en el medio fluido denso.
Todos los constituyentes comentados anteriormente, en caso de estar presentes, pueden controlarse por lo menos parcialmente (o sustancialmente por completo), controlarse, ajustarse, maximizarse, minimizarse, eliminarse, etc. como función de que dichas especies resulten de ayuda o resulten perjudiciales a las nanopartículas resultantes y/o soluciones de nanopartículas producidas, y después pueden requerir el control mediante una diversidad de diferentes técnicas (comentadas en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). Tal como se muestra en la figura 1a, el plasma ajustable 4 contacta con la superficie real 2 del líquido 3. En la presente realización, el material (p.ej., metal) del electrodo 1 puede comprender una parte del plasma ajustable 4 y puede causarse que, por ejemplo, se "pulverice" sobre y/o en el interior del líquido (p.ej., agua). De acuerdo con lo anterior, en el caso de que se utilice uno o más metales como el electrodo o electrodos 1, pueden encontrarse en el líquido (p.ej., durante por lo menos una parte del procedimiento) uno o más metales elementales, iones metálicos, ácidos de Lewis, ácidos de Bronsted-Lowry, óxidos metálicos, nitruros metálicos, hidruros metálicos, hidratos metálicos y/o carburos metálicos, y/o mezclas de los mismos, etc., dependiendo del conjunto particular de condiciones operativas asociadas al plasma ajustable 4 (así como otras condiciones operativas).
Además, dependiendo de, por ejemplo, la intensidad del campo eléctrico, magnético y/o electromagnético, la polaridad, etc. en el interior y en torno al líquido 3, así como el volumen de líquido 3 presente (p.ej., una función de, por ejemplo, el tamaño y forma en sección transversal del elemento de canal 30 y/o el caudal del líquido 3) comentado en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria), la construcción física y química del electrodo o electrodos 1 y 5, la atmósfera (natural o suministrada), la composición del líquido 3, pueden encontrarse cantidades mayores o inferiores del material o materiales del electrodo o electrodos (p.ej., uno o más metales o derivados de metales) en el líquido 3. Se da a conocer información importante adicional en la solicitud de patente copendiente titulada "Methods for Controlling Crystal Growth, Crystallization, Structures and Phases in Materials and Systems", presentada el 21 de marzo de 2003, y publicada por la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual bajo el número de publicación WO 03/089692 el 30 de octubre, 2003 y la solicitud de patente US en fase nacional, presentada el 6 de junio de 2005, y que fue publicada por la Oficina de Patentes y Marcas estadounidense bajo el número de publicación 20060037177, el 23 de febrero de 2006 (los inventores de cada una de ellas son Bentley J. Blum, Juliana H.J. Brooks y Mark G. Mortenson). Dichas solicitudes publicadas dan a conocer (entre otras cosas) que la influencia de, por ejemplo, campos eléctricos, campos magnéticos, energía electromagnética, etc., ha demostrado ser muy importante en la formación y/o control de diversas estructuras en una diversidad de sólidos, líquidos, gases y/o plasmas. Dichos efectos dados a conocer también resultan relevantes en las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. Además, la observación de variaciones extremas de, por ejemplo, el pH en los electrodos y en torno a los mismos con un potencial aplicado en ellos (y flujo de corriente por ellos) también controla los productos de reacción y/o las velocidades de reacción. De esta manera, es probable que esté ocurriendo un complejo conjunto de reacciones en cada electrodo 1, 5 y conjuntos de electrodos o juegos de electrodos (p.ej., 1, 5; 1, 1; 5, 5; etc.).
En determinadas situaciones, el material o materiales (p.ej., el metal o metales, ion o iones metálicos, compuesto o compuestos metálicos o constituyentes (p.ej., ácidos de Lewis, ácidos de Bronsted-Lowry, etc.) y/o compuestos inorgánicos encontrados en el líquido 3 (p.ej., después del procesamiento del mismo) pueden presentar efectos muy deseables, en cuyo caso resultan deseables cantidades relativamente grandes de dicho material o materiales, mientras que en otros casos, determinados materiales encontrados en el líquido (p.ej., productos secundarios no deseables) pueden presentar efectos no deseables, y de esta manera, pueden desearse cantidades mínimas de dichos materiales en el producto final. Además, la estructura/composición del líquido 3 de por sí también puede resultar beneficiosa o negativamente afectado por las condiciones del procesamiento. De acuerdo con lo anterior, la composición del electrodo puede desempeñar un papel importante en el material o materiales finales (p.ej., nanopartículas y/o soluciones de nanopartículas) que se forman según las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. Tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria, la atmósfera que participa en las reacciones que ocurren en el electrodo o electrodos 1 (y 5) desempeña un papel importante. Sin embargo, la composición del electrodo también desempeña un papel importante en el aspecto de que los electrodos 1 y 5 mismos pueden convertirse en parte de, por lo menos parcialmente, productos intermedios y/o finales formados. Alternativamente, los electrodos pueden presentar un papel sustancial en los productos finales. En otras palabras, la composición de los electrodos puede encontrarse en gran parte en los productos finales o puede comprender únicamente una pequeña parte química de los productos producidos según las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. A este respecto, en el caso de que se encuentre que el electrodo o electrodos 1, 5 sean algo reactivos según las condiciones de procedimiento de las diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, puede esperarse que iones y/o partículas físicas (p.ej., partículas de base metálica de un cristal único o de múltiples cristales) de los electrodos puedan convertirse en parte de un producto final. Dichos iones y/o componentes físicos pueden encontrarse presentes como una parte predominante de una partícula en el producto final; pueden existir durante únicamente una parte del procedimiento o pueden ser parte de un núcleo en una disposición de núcleocubierta en el producto final. Además, la disposición de núcleo-cubierta no es necesario que incluya cubiertas completas. Por ejemplo, cubiertas parciales y/o irregularidades superficiales o formas superficiales deseables específicas sobre una nanopartícula formada pueden presentar una gran influencia sobre el rendimiento final de dichas nanopartículas en su uso pretendido. Debe resultar evidente para el experto ordinario en la materia que ligeros ajustes de la composición química, atmósferas reactivas, intensidades de la energía, etc., pueden causar la formación de una diversidad de nanopartículas (y componentes de nanopartículas) de diferentes compuestos químicos (tanto semipermanentes como transitorios), así como diferentes soluciones de nanopartículas (p.ej., incluyendo la modificación de las estructuras del líquido 3 (tal como agua) mismo).
Todavía adicionalmente, el electrodo o electrodos 1 y 5 puede ser de composición química similar o de composiciones químicas completamente diferentes y/o realizarse mediante procedimientos de formación similares o completamente diferentes a fin de conseguir diversas composiciones de iones, compuestos y/o partículas físicas en el líquido y/o estructuras de líquidos mismas y/o efectos específicos a partir de los productos resultantes finales. Por ejemplo, puede resultar deseable que los pares de electrodos, mostrados en las diversas realizaciones en la presente memoria, sean de composición igual o sustancialmente similar, o puede resultar deseable que los pares de electrodos, mostrados en las diversas realizaciones en la presente memoria, sean de composición química diferente. Pueden resultar composiciones químicas diferentes evidentemente en la presencia de diferentes constituyentes para la posible reacción en las diversas realizaciones de plasma y/o electroquímica dadas a conocer en la presente memoria. Además, puede producirse un único electrodo 1 o 5 (o par de electrodos) a partir de por lo menos dos metales diferentes, de manera que los componentes de cada uno de los metales, bajo las condiciones del procedimiento de las realizaciones dadas a conocer, puedan interactuar entre sí, así como con otros constituyentes en el plasma o plasmas 4 y/o líquido o líquidos 3, campos, etc. presentes en, por ejemplo, el plasma 4 y/o el líquido 3.
Además, la distancia entre el electrodo o electrodos 1 y 5, o 1 y 1 (p.ej., ver las figuras 3d, 4d, 8d y 9d) o 5 y 5 (p.ej., ver las figuras 3c, 4c, 8c y 9c) es un aspecto importante de la exposición en la presente memoria. En general, la localización de la distancia más pequeña "y" entre las partes más próximas del electrodo o electrodos debería ser superior a la distancia "x" a fin de evitar un arco no deseable o la formación de una corona o plasma no deseado entre electrodos (p.ej., el electrodo o electrodos 1 y el electrodo o electrodos 5). Se comentan en mayor detalle diversos diseños de electrodos, localizaciones de electrodos e interacciones de electrodos en la sección de Ejemplos en la presente memoria.
La energía aplicada mediante la fuente de energía 10 puede ser cualquier energía adecuada que cree un plasma ajustable 4 deseable y una reacción electroquímica ajustable deseable bajo todas las condiciones de procedimiento de la presente exposición. En un modo preferente, se utiliza una corriente alterna de un transformador elevador (comentado en la sección de "Fuentes de alimentación" y en la sección de "Ejemplos"). En otras realizaciones preferentes, la polaridad de una fuente de energía de corriente alterna se modifica mediante puentes de diodos, resultando en un electrodo positivo 1 y un electrodo negativo 5, así como un electrodo positivo 5 y un electrodo negativo 1. En general, la combinación de componentes de uno o más electrodos 1 y 5, el tamaño físico y la forma del electrodo o electrodos 1 y 5, el procedimiento de fabricación de los electrodos, la masa de los electrodos 1 y/o 5, la distancia "x" entre la punta 9 del electrodo 1 sobre la superficie 2 del líquido 3, la composición del gas entre la punta del electrodo 9 y la superficie 2, el caudal y/o la dirección del flujo "F" del líquido 3, las composiciones del líquido 3, la conductividad del líquido 3, el voltaje, el amperaje, la polaridad de los electrodos, etc., todos contribuyen al diseño y, de esta manera, a los requisitos de energía (p.ej., campo eléctrico de ruptura o "Ec" de la Ecuación 1) que influyen sobre la formación de un plasma controlado o ajustable 4 entre la superficie 2 del líquido 3 y la punta del electrodo 9.
En referencia adicional a las configuraciones mostradas en las figuras 1a y 1b, los soportes de electrodo 6a y 6b pueden bajarse y elevarse (y, de esta manera, los electrodos pueden bajarse y elevarse) dentro y a través de un elemento aislante (mostrado en sección transversal). La realización mostrada en la presente memoria incluye roscas de tornillo macho/hembra. Sin embargo, los soportes de electrodo 6a y 6b pueden configurarse de cualquier modo adecuado que permite elevar y/o bajar fiablemente los soportes de electrodo 6a y 6b. Entre dichos medios se incluyen ajustes de presión entre el elemento aislante 8 y los soportes anulares de electrodo 6a y 6b, muescas, medios de colgado mecánico, anillos desplazables, etc. En otras palabras, cualesquiera medios para fijar fiablemente la altura de los soportes de electrodo 6a y 6b debe considerarse que se encuentra dentro de los límites de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria.
Por ejemplo, la figura 1c muestra otra realización para elevar y bajar los electrodos 1 y 5. En la presente realización, las partes aislantes eléctricas 7a y 7b de cada electrodo se mantienen fijas mediante un ajuste de presión existente entre el mecanismo de fricción 13a, 13b y 13c y las partes 7a y 7b. El mecanismo de fricción 13a, 13b y 13c podría estar realizado en, por ejemplo, acero muelle, caucho flexible, etc., con la condición de que se mantenga suficiente contacto.
Las partes 6a y 6b pueden cubrirse con, por ejemplo, partes aislantes eléctricas adicionales 7a y 7b. Las partes aislantes eléctricas 7a y 7b pueden ser de cualquier material adecuado (p.ej., plástico, policarbonato, caucho, materiales fibrosos, etc.) que evita corrientes no deseables, voltaje, arcos eléctricos, etc., que podrían producirse en el caso de que un individuo interactúe con los soportes de electrodo 6a y 6b (p.ej., intente ajustar la altura de los electrodos). Además, en lugar de que la parte aislante eléctrica 7a y 7b simplemente sea una cubierta sobre el soporte de electrodo 6a y 6b, dichas partes aislantes 7a y 7b pueden realizarse de manera sustancialmente completa de un material eléctricamente aislante. A este respecto, puede existir una interfaz longitudinal entre las partes aislantes eléctricas 7a/7b y el soporte de electrodo 6a/6b, respectivamente (p.ej., el soporte de electrodo 6a/6b puede realizarse en un material completamente diferente al de la parte aislante 7a/7b y unirse mecánica o químicamente (p.ej., adhesivamente) al mismo.
De manera similar, el elemento aislante 8 puede realizarse en cualquier material adecuado que evite que se produzcan sucesos eléctricos no deseables (p.ej., arcos eléctricos, fusión, etc.), así como cualquier material que resulte estructural y medioambientalmente adecuado. Entre los materiales típicos se incluyen plásticos estructurales, tales como policarbonatos, plexiglás (poli(metacrilato de metilo)), poliestireno, acrílicos y similares. Entre determinados criterios para la selección de plásticos estructurales y similares se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, la capacidad de mantener la forma y/o rigidez al experimentar las condiciones eléctricas, térmicas y ambientales del procedimiento. Entre los materiales preferentes se incluyen acrílicos, plexiglás y otros materiales poliméricos de resistencia química, eléctrica y resistencia eléctrica conocidas, así como una rigidez mecánica relativamente elevada. A este respecto, los grosores deseables para el elemento 8 son del orden de aproximadamente 1/16"-3/4" (1,6 mm a 19,1 mm).
La fuente de alimentación 10 puede conectarse de cualquier manera eléctrica conveniente a los electrodos 1 y 5. Por ejemplo, los cables 11a y 11b pueden estar situados dentro de por lo menos una parte de los soportes de electrodo 6a y 6b con el objetivo principal de conseguir conexiones eléctricas entre las partes 11a y 11b y, de esta manera, los electrodos 1 y 5. Se comentan detalles específicos de conexiones eléctricas preferentes en otros sitios de la presente memoria.
La figura 2a muestra otra vista esquemática de una realización preferente de la exposición en la presente memoria, en la que un dispositivo de control 20 se conecta con los electrodos 1 y 5, de manera que el dispositivo de control 20 a distancia (p.ej., con la orden desde otro dispositivo) eleva y/o baja los electrodos 1 y 5 respecto a la superficie 2 del líquido 3. El dispositivo de control 20 se comenta en mayor detalle posteriormente en la presente memoria. En dicha realización preferente, los electrodos 1 y 5 pueden, por ejemplo, bajarse y controlarse a distancia, y también pueden monitorizarse y controlarse mediante un controlador u ordenador adecuado (no mostrado en la figura 2a) que contiene un programa informático (comentado en detalle posteriormente en la presente memoria). A este respecto, la figura 2b muestra una configuración de electrodos similar a la mostrada en la figura 2a, excepto en que se utiliza un cono de Taylor "T" para la conexión eléctrica entre el electrodo 5 y la superficie 2' del líquido 3. De acuerdo con lo anteriormente expuesto, las realizaciones mostradas en las figuras 1a, 1b y 1c debe considerarse que son un aparato controlado manualmente para la utilización con las enseñanzas de la exposición en la presente memoria, mientras que las realizaciones mostradas en las figuras 2a y 2b debe considerarse que incluyen un aparato o ensamblaje automático que puede elevar o bajar a distancia los electrodos 1 y 5 en respuesta a las órdenes apropiadas. Además, las realizaciones preferentes de la figura 2a y de la figura 2b también pueden utilizar la monitorización por ordenador y el control informático de la distancia "x" de las puntas 9 de los electrodos 1 (y puntas 9' de los electrodos 5) de alejamiento de la superficie 2 (comentado en mayor detalle posteriormente en la presente memoria). De esta manera, las órdenes apropiadas para elevar y/o bajar los electrodos 1 y 5 puede proceder de un operador individual y/o de un dispositivo de control adecuado, tal como un controlador o un ordenador (no mostrado en la figura 2a).
La figura 3a corresponde en gran parte a las figuras 2a y 2b; sin embargo, las figuras 3b, 3c y 3d muestran diversas configuraciones alternativas de electrodos que pueden utilizarse en relación a determinadas realizaciones preferentes de la exposición en la presente memoria. La figura 3b muestra esencialmente un conjunto de electrodos de imagen especular respecto del conjunto de electrodos mostrado en la figura 3a. En particular, tal como se muestra en la figura 3b, con respecto a la dirección "F" correspondiente a la dirección de flujo del líquido 3 en la figura 3b, el electrodo 5 es el primer electrodo que comunica con el fluido 3 al fluir en la dirección longitudinal "F" y sigue el contacto del electrodo 1 con el fluido 3 ya modificado por el electrodo 5. La figura 3c muestra dos electrodos, 5a y 5b, situados dentro del fluido 3. Dicha configuración particular de electrodos corresponde a otra realización preferente. En particular, puede utilizarse cualquiera de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 3a a 3d en combinación unas con otras. Por ejemplo, la configuración de electrodos (es decir, el conjunto de electrodos) mostrada en la figura 3a puede ser el primer conjunto o configuración de electrodos con el que se encuentra un líquido 3 que fluye en la dirección "F". Después, el líquido 3 puede encontrarse con un segundo conjunto o configuración de electrodos 3a, o alternativamente, el líquido podría encontrarse con un segundo conjunto o configuración de electrodos 3b, o alternativamente, el líquido 3 que fluye en la dirección "F" podría encontrarse con un segundo conjunto de electrodos como el mostrado en la figura 3c, o alternativamente, el líquido 3 que fluye en la dirección "F" podría encontrarse con un segundo conjunto de electrodos similar al mostrado en la figura 3d. Alternativamente, en el caso de que la primera configuración de electrodos o conjunto de electrodos que encuentra un líquido 3 que fluye en la dirección "F" sea la configuración de electrodos mostrada en la figura 3a, un segundo conjunto o configuración de electrodos podría similar al mostrado en la figura 3c y un tercer conjunto de electrodos o configuración de electrodos que podría encontrarse con un líquido 3 fluyendo en la dirección "F" después podría ser cualquiera de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 3a a 3d. Alternativamente, un primer conjunto o configuración de electrodos con el que podría encontrarse un líquido 3 fluyente en dirección "F" podría ser la configuración de electrodos mostrada en la figura 3d, y después, un segundo conjunto o configuración de electrodos con el que podría encontrarse un líquido 3 fluyente en la dirección "F" podría ser la configuración de electrodos mostrada en la figura 3c, y después, cualquiera de los conjuntos o configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 3a a 3d podría comprender la configuración de un tercer conjunto de electrodos. Todavía adicionalmente, una primera configuración de electrodos con la que podría encontrarse un líquido 3 fluyente en la dirección "F" podría ser la configuración de electrodos mostrada en la figura 3a, y una segunda configuración de electrodos podría ser una configuración de electrodos también mostrada en la figura 3a, y después podría utilizarse una pluralidad de configuraciones de electrodos similar a la mostrada en la figura 3c. En otra realización, la totalidad de las configuraciones de electrodos podría ser similar a la de la figura 3a. A este respecto, resulta posible una diversidad de configuraciones de electrodos (incluyendo el número de conjuntos de electrodos utilizado) y cada configuración de electrodos resulta en constituyentes resultantes muy diferentes en el líquido 3 (p.ej., nanopartículas o mezclas de nanopartículas/solución) o sólo constituyentes ligeramente diferentes (p.ej., mezclas de nanopartículas/solución de nanopartículas), la totalidad de los cuales puede mostrar diferentes propiedades (p.ej., diferentes propiedades químicas, diferentes propiedades reactivas, diferentes propiedades catalíticas, etc.). Con el fin de determinar el número deseado de conjuntos de electrodos y configuraciones de electrodos deseadas y, más particularmente, una secuencia deseable de conjuntos de electrodos, necesitan considerarse muchos factores, entre ellos la totalidad de los comentados en la presente memoria, tales como la composición de los electrodos, la composición del plasma (y la composición atmosférica) y la intensidad, fuente de alimentación, polaridad de los electrodos, voltaje, amperaje, caudal de líquido, composición del líquido, conductividad del líquido, sección transversal (y volumen de fluido tratado), campos magnéticos, electromagnéticos y/o eléctricos creados en y en torno a cada uno de los electrodos en cada ensamblaje de electrodos, si se incluyen cualquiera de los intensificadores de campo, etapas de procesamiento deseadas adicionales (p.ej., tratamiento de radiación electromagnética), la cantidad deseada de determinados constituyentes en un producto intermedio y en el producto final, etc. Se incluyen algunos ejemplos específicos de combinaciones de ensamblaje de electrodos en la sección de "Ejemplos", posteriormente en la presente memoria. Sin embargo, debe entenderse que las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria permiten una multitud de combinaciones de electrodos y números de conjuntos de electrodos, cualquiera de los cuales puede resultar en nanopartículas/soluciones muy deseables para diferentes aplicaciones químicas, catalíticas, biológicas y/o físicas específicas.
Con respecto a los plasmas ajustables 4 mostrados en las figuras 3a, 3b y 3d, la distancia "x" (o en la figura 3d, "xa" y "xb") son un medio para controlar determinados aspectos del plasma ajustable 4. A este respecto, en el caso de que no se cambiase nada más en las figuras 3a, 3b o 3d excepto la distancia "x", podrían conseguirse diferentes plasmas 4 de intensidad ajustable. En otras palabras, un medio de ajuste para ajustar el plasma 4 (p.ej., la intensidad) es ajustar la distancia "x" entre la punta 9 del electrodo 1 y la superficie 2 del fluido 3. La modificación de dicha sustancia puede conseguirse hasta una distancia máxima "x", en la que el voltaje y amperaje combinados y no resultan suficientes para causar una ruptura de la atmósfera entre la punta 9 y la superficie 2 según la Ecuación 1. De acuerdo con lo anterior, las distancias preferentes máximas "x" se encuentran sólo ligeramente dentro o por debajo del intervalo en que empieza a producirse la ruptura "Ec" de la atmósfera. Alternativamente, las distancias mínimas "x" son aquellas distancias en las que se forma un plasma ajustable 4, en contraste con los demás fenómenos comentados anteriormente en la presente memoria en los que se forma un cono de Taylor. A este respecto, en el caso de que la distancia "x" se vuelva tan pequeña que el líquido 3 tienda a humectar o contactar con la punta 9 del electrodo 1, no se formará plasma visualmente observable. De acuerdo con lo anterior, las distancias mínima y máxima "x" son una función de todos los factores comentados en otros sitios de la presente memoria, incluyendo la cantidad de energía aplicada en el sistema, la composición de la atmósfera, la composición (p.ej., conductividad eléctrica) del líquido, etc. Además, los cambios de intensidad en el plasma o plasmas 4 también pueden resultar en que determinadas especies se activen, respecto a otras condiciones de procesamiento. Lo anterior puede resultar en, por ejemplo, diferentes emisiones espectrales, así como cambios de amplitud de diversas líneas espectrales en el plasma o plasmas 4. Determinadas distancias preferentes "x" para una diversidad de configuraciones y composiciones de electrodos se comentan en la sección de "Ejemplos" posteriormente en la presente memoria.
Todavía adicionalmente, con respecto a la figura 3d, las distancias "xa" y "xb" pueden ser aproximadamente iguales o pueden ser sustancialmente diferentes. A este respecto, en una realización preferente, para un líquido 3 que fluye en la dirección "F", resulta deseable que el plasma ajustable 4a presente diferentes propiedades a las del plasma ajustable 4b. A este respecto, resulta posible que puedan proporcionarse diferentes atmósferas de manera que la composición de los plasmas 4a y 4b sean diferentes entre sí, y también resulta posible que las alturas "xa" y "xb" sean diferentes entre sí. En el caso de alturas diferentes, la intensidad o energía asociada a cada uno de los plasmas 4a y 4b puede ser diferente (p.ej., pueden alcanzarse diferentes voltajes). A este respecto, debido a que los electrodos 1a y 1b se encuentran eléctricamente conectados, la cantidad total de energía en el sistema se mantiene sustancialmente constante, y la cantidad de energía proporcionada de esta manera a un electrodo 1a o 1b se incrementará a expensas de la reducción de la energía en el otro electrodo 1a o 1b. De acuerdo con lo anterior, ésta es otra realización de control de los constituyentes y/o la intensidad y/o presencia o ausencia de picos espectrales en los plasmas 4a y 4b y, de esta manera, ajustar sus interacciones con el líquido 3 que fluye en la dirección "F".
De manera similar, un conjunto de configuraciones de electrodos manualmente controlables se muestra en las figuras 4a, 4b, 4c y 4d, que se muestra en una vista parcial de una sección transversal. Específicamente, la figura 4a corresponde sustancialmente a la figura 1a. Además, la figura 4b corresponde en la configuración de los electrodos a la configuración de electrodos mostrada en la figura 3b; la figura 4c corresponde a la figura 3c y la figura 4d corresponde a la figura 3d. En esencia, las configuraciones manuales de electrodos mostradas en las figuras 4a a 4d pueden resultar funcionalmente en la producción de materiales según aspectos de la exposición en la presente memoria similares a los materiales y composiciones producidos correspondientes a configuraciones de electrodos ajustables a distancia (p.ej., controladas a distancia) mostradas en las figuras 3a a 3d. Sin embargo, se requieren uno o más operadores para ajustar manualmente dichas configuraciones de electrodos. Todavía adicionalmente, en determinadas realizaciones, puede resultar deseable una combinación de electrodos y/o conjuntos de electrodos controlados manualmente y controlados a distancia.
Las figuras 5a a 5e muestran vistas en perspectiva de diversas configuraciones deseables de electrodos para el electrodo o electrodos 1 mostrados en las figuras en la presente memoria. Las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 5a a 5e son representativas de varias configuraciones diferentes que resultan útiles en diversas realizaciones. Entre los criterios para una selección apropiada de electrodos para el electrodo 1 se incluyen, aunque sin limitación, las condiciones siguientes: necesidad de una punta o punto 9 muy bien definido, composición del electrodo 1, limitaciones mecánicas encontradas al formar las composiciones que comprenden el electrodo 1 en diversas formas, capacidad de producir formas asociada a técnicas de forjado, procedimientos de trefilado y/o moldeo utilizados para el conformado de formas, la comodidad, etc. A este respecto, una pequeña masa de material que comprende los electrodos 1 mostrados en, por ejemplo, las figuras 1 a 4 puede, tras la creación de los plasmas ajustables 4 según la exposición en la presente memoria, elevarse hasta temperaturas operativas a las que el tamaño y/o la forma del electrodo o electrodos 1 pueden resultar adversamente afectados. La utilización de la expresión "pequeña masa" debe entenderse como una descripción relativa de la cantidad de material utilizada en un electrodo 1, que variará en cantidad como función de la composición, medios de conformado, condiciones del procedimiento experimentadas en el elemento de canal 30, etc. Por ejemplo, en el caso de que el electrodo 1 comprenda plata y se haya conformado de manera similar al electrodo mostrado en la figura 5a, en determinadas realizaciones preferentes mostradas en la sección de Ejemplos en la presente memoria, su masa sería de entre aproximadamente 0,5 gramos y 8 gramos, con una masa preferente de entre aproximadamente 1 gramo y 3 gramos; mientras que, en el caso de que el electrodo 1 comprenda cobre, y se haya conformado de manera similar al electrodo mostrado en la figura 5a, en determinadas realizaciones preferentes mostradas en la sección de Ejemplos en la presente memoria, su masa sería de entre aproximadamente 0,5 gramos y 6 gramos, con una masa preferente de entre aproximadamente 1 gramo y 3 gramos; mientras que, en el caso de que el electrodo comprenda cinc y se haya conformado de manera similar al electrodo mostrado en la figura 5a, en determinadas realizaciones preferentes mostradas en la sección de Ejemplos en la presente memoria, su masa sería de entre aproximadamente 0,5 gramos y 4 gramos, con una masa preferente de entre aproximadamente 1 gramo y 3 gramos; mientras que, en el caso de que el electrodo 1 comprenda oro y se haya conformado de manera similar al electrodo mostrado en la figura 5e, su masa sería de entre aproximadamente 1,5 gramos y 20 gramos, con una masa preferente de entre aproximadamente 5 gramos y 10 gramos. A este respecto, por ejemplo, en el caso de que el electrodo 1 comprenda una masa relativamente pequeña, determinadas limitaciones de energía pueden estar asociadas a la utilización de un electrodo de masa pequeña 1. A este respecto, en el caso de que se aplique una gran cantidad de energía en una masa relativamente pequeña y dicha energía resulte en la creación de un plasma ajustable 5, puede concentrarse una gran cantidad de energía térmica en el electrodo de masa pequeña 1. En el caso de que el electrodo de masa pequeña 1 presente un punto de fusión muy elevado, dicho electrodo puede ser capaz de funcionar como un electrodo 1. Sin embargo, en el caso de que el electrodo 1 se realice en una composición que presenta un punto de fusión relativamente bajo (p.ej., tal como plata, aluminio o similar), bajo algunas (aunque no todas) las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, la energía térmica transferida al electrodo de masa pequeña 1 podría causar uno o más efectos no deseables, incluyendo la fusión, el agrietamiento o la desintegración del electrodo de masa pequeña 1. De acuerdo con lo anterior, una opción de utilización de metales de punto de fusión más bajo es utilizar masas más grandes de dichos metales, de manera que la energía térmica pueda disiparse a través de dicha masa más grande. Alternativamente, en el caso de que se desee un electrodo de masa pequeña 1 con un punto de fusión bajo, podría requerirse algún tipo de medio de refrigeración. Entre dichos medios de refrigeración se incluyen, por ejemplo, simples ventiladores que soplen la atmósfera ambiente o una atmósfera aplicada sobre el electrodo 1 u otros medios similares, según resulte apropiado. Sin embargo, un potencial aspecto no deseable de proporcionar un ventilador de refrigeración contiguo a un electrodo de masa pequeña 1 es que la atmósfera implicada al formar el plasma ajustable 4 podría verse adversamente afectada. De acuerdo con lo anterior, la composición de (p.ej., el material que comprende) el electrodo o electrodos 1 puede afectar a la posible forma o formas físicas adecuadas del electrodo debido a, por ejemplo, puntos de fusión, sensibilidades de presión, reacciones medioambientales (p.ej., el medio local del plasma ajustable 4 podría causar erosión química, mecánica y/o electroquímica del electrodo o electrodos), etc.
Además, debe entenderse que, en realizaciones preferentes alternativas, en todos los casos no se requieren puntos agudos bien definidos para la punta 9. A este respecto, el electrodo 1 mostrado en la figura 5e (que es un dibujo en perspectiva) comprende una punta redondeada. Debe indicarse que los electrodos parcialmente redondeados o en forma de arco también pueden funcionar como el electrodo 1 debido a que con frecuencia el plasma ajustable 4 puede situarse o localizarse a lo largo de diversos puntos del electrodo 1 mostrado en la figura 5e. A este respecto, la figura 6 muestra una diversidad de puntos "a-g" que corresponde a puntos de inicio 9 para los plasmas 4a-4g que se observan entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Por ejemplo, en la práctica de determinadas realizaciones preferentes dadas a conocer en la presente memoria, la localización precisa del plasma ajustable 4 variará en función del tiempo. Específicamente, puede formarse un primer plasma 4d en el punto d en la punta 9 del electrodo 1. Después, la localización exacta del punto de contacto con el plasma en la punta 9 puede cambiar, por ejemplo a cualquiera de los demás puntos 4a a 4q. Debe indicarse que el esquema mostrado en la figura 6 está muy ampliado respecto a la disposición real en las realizaciones, a fin de destacar que la punta 9 en el electrodo 1 puede permitir una diversidad de puntos precisos a-g como el punto de inicio o contacto en la punta 9 en el electrodo 1. Esencialmente, la localización del plasma ajustable 4 puede variar de posición como función del tiempo y puede controlarse mediante la ruptura eléctrica de la atmósfera (según la Ecuación 1 en la presente memoria) situada entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Además, aunque los plasmas 4a a 4q se representan como de forma cónica, debe indicarse que los plasma 4 formados en relación a cualquiera de los electrodos 1 mostrados en las figuras 5a a 5e pueden comprender formas diferentes de los conos para una parte, o sustancialmente la totalidad de las condiciones del procedimiento. Por ejemplo, también pueden encontrarse presentes formas mejor descritas como rayos o cilindros brillantes. Además, los colores emitidos por dichos plasmas 4 (p.ej., en el espectro visible) pueden variar ampliamente entre color rojizo, color azulado, color amarillo, color anaranjado, color violeta, blanco, etc., en donde los colores son una función de la atmósfera presente, el voltaje, el amperaje, la composición del electrodo, la composición del líquido, etc.
De acuerdo con lo anterior, debe entenderse que puede utilizarse una diversidad de tamaños y formas correspondientes al electrodo 1 de acuerdo con las enseñanzas de la presente exposición. Todavía adicionalmente, debe indicarse que las puntas 9 de los electrodos 1 mostrados en diversas figuras en la presente memoria, pueden mostrarse como una punta relativamente aguda o una punta relativamente roma. A menos que aspectos específicos de dichas puntas de electrodo se comenten en mayor detalle contextual, no debería asignarse mayor significación a la forma real de la punta o puntas de electrodo mostradas en las figuras.
La figura 7a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de la configuración de electrodos correspondiente a la mostrada en la figura 2a (y figura 3a) contenida dentro de un elemento de canal 30. Dicho elemento de canal 30 presenta un líquido 3 que se suministra al mismo desde la cara posterior identificada como 31 en la figura 7a y la dirección de flujo "F" se encuentra en el exterior de la página hacia el lector y hacia la zona de sección transversal identificada como 32. El elemento de canal 30 se muestra en la figura como una pieza unitaria de un material, aunque podría estar realizada en una pluralidad de materiales encajados entre sí y, por ejemplo, fijos (p.ej., encolados, unidos mecánicamente, etc.) mediante cualesquiera medios aceptables de unión entre sí de materiales. Además, el elemento de canal 30 mostrado en la presente memoria es de forma en sección transversal rectangular o cuadrada, aunque puede comprender una diversidad de diferentes formas de sección transversal. Además, el elemento de canal 30 no requiere necesariamente producirse en una única forma de sección transversal, sino que en otra realización preferente en la presente memoria comprende una pluralidad de diferentes formas de sección transversal. En una primera realización preferente, la forma de la sección transversal es aproximadamente la misma en toda la dimensión longitudinal del elemento de canal 30, aunque las dimensiones de tamaño de la forma de la sección transversal cambian en coordinación con diferentes reacciones del plasma y/o electroquímicas. Además, pueden utilizarse más de dos formas de sección transversal en un elemento de canal 30 unitario. Entre las ventajas de diferentes formas de sección transversal se incluyen, aunque sin limitarse a ellas, diferente potencia, campo eléctrico, campo magnético, interacciones electromagnéticas, efectos electroquímicos, diferentes reacciones químicas en diferentes partes, etc., que pueden conseguirse en diferentes partes longitudinales del mismo elemento de canal 30 unitario. Todavía adicionalmente, algunas de las diferentes formas de sección transversal pueden utilizarse junto con, por ejemplo, el suministro local o global de diferentes atmósferas, de manera que por lo menos uno de los plasmas ajustables 4 y/o por lo menos una de las reacciones electroquímicas que ocurren en el electrodo o electrodos 5 es una función de diferentes posibles atmósferas y/o concentraciones atmosféricas de constituyentes en los mismos. Además, la cantidad o intensidad de los fluidos aplicados y/o creados puede resultar potenciada por, por ejemplo, la forma de la sección transversal, así como mediante el suministro de, por ejemplo, diversas concentraciones de campo en diversos conjuntos de electrodos o configuraciones de electrodos, o contiguamente o yuxtapuesto contra los mismos, potenciando o disminuyendo una o más reacciones que se producen en los mismos. De acuerdo con lo anterior, la forma de la sección transversal del elemento de canal 30 puede influir tanto sobre las interacciones del líquido 3 con el electrodo o electrodos, como también sobre las interacciones del plasma ajustable 4 con el líquido 3.
Todavía adicionalmente, debe entenderse que el elemento de canal no resulta necesario que sea únicamente lineal o "en forma de I", sino que por el contrario puede presentar la forma de una "Y" o de "V", cada parte de la cual puede presentar secciones transversales similares o diferentes. Un motivo para un elemento de canal 30 en forma de "Y" o " V es que pueden existir dos conjuntos diferentes de condiciones de procesamiento en las dos partes superiores del elemento de canal 30 en forma de "Y". Además, puede existir un tercer conjunto de condiciones de procesamiento en la parte inferior del elemento de canal 30 en forma de "Y". De esta manera, pueden reunirse dos fluidos 3 diferentes de diferente composición y/o diferentes reactivos, en la parte inferior del elemento de canal 30 en forma de "Y" y procesarse juntos para formar una gran diversidad de productos finales.
La figura 11e muestra una configuración alternativa del elemento de canal 30. Específicamente, el elemento de canal 30 se muestra en una vista en perspectiva y "presenta forma de Y". Específicamente, el elemento de canal 30 comprende las partes superiores 30a y 30b y una parte inferior 30o. De manera similar, se proporcionan entradas 31a y 31b junto con la salida 32. La parte 30d corresponde al punto en que 30a y 30b se reúnen en 30o.
La figura 11f muestra el mismo elemento de canal "en forma de Y" mostrado en la figura 11e, excepto en que la parte 30d de la figura 11e ahora se muestra como una sección de mezcla 30d'. A este respecto, determinados constituyentes fabricados o producidos en el líquido 3 en una o la totalidad de, por ejemplo, las partes 30a, 30b y/o 30c pueden deseablemente mezclarse entre sí en el punto 30d (o 30d'). Dicha mezcla puede producirse naturalmente en la intersección 30d mostrada en la figura 11e (es decir, puede no requerirse ninguna sección específica o especial 30d'), o puede controlarse más específicamente en la parte 30d'. Debe entenderse que la parte 30d' podría conformarse en cualquier forma eficaz, tal como cuadrada, circular, rectangular, etc., y presentar la misma profundidad o una diferente respecto a otras partes del elemento de canal 30. A este respecto, la zona 30d podría ser una zona de mezcla o una zona de reacción posterior.
Las figuras 11g y 11h muestran un elemento de canal 30 "en forma de V". Específicamente, se ha añadido una parte nueva 30c. Otras características de las figuras 11g y 11h son similares a las características mostradas en 11e y 11f.
Debe entenderse que puede existir una diversidad de diferentes formas para el elemento de canal 30, cualquiera de las cuales puede producir resultados deseables.
Nuevamente con respecto a la figura 7a, la dirección del flujo del líquido 3 es hacia el exterior de la página, hacia el lector, y el líquido 3 fluye pasado cada uno de los electrodos 1 y 5, secuencialmente, que se encuentran localizados, en dicha realización, sustancialmente en línea entre sí respecto a la dirección de flujo longitudinal "F" del fluido 3 dentro del elemento de canal 30 (p.ej., su disposición es paralela de unos respecto a otros y las dimensiones longitudinales del elemento de canal 30). Lo anterior causa que el líquido 3 en primer lugar experimente una interacción de plasma ajustable 4 con el líquido 3 (p.ej., una reacción de acondicionamiento) y posteriormente, se permite que el líquido acondicionado 3 interactúe con el electrodo 5. Tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria, puede esperarse la presencia de una diversidad de constituyentes en el plasma ajustable 4 y por lo menos una parte de dichos constituyentes o componentes (p.ej., componentes químicos, físicos y/o de fluido) interactuarán con por lo menos parte del líquido 3 y modificarán el líquido 3. De acuerdo con lo anterior, pueden producirse reacciones posteriores (p.ej., electroquímicas) en el electrodo o electrodos 5 después de que se cause que dichos componentes, constituyentes o estructuras líquidas alternativas se encuentren presentes en el líquido 3. De esta manera, debería resultar evidente a partir de la exposición de las diversas realizaciones en la presente memoria, que el tipo, cantidad y actividad de los constituyentes o componentes en el plasma ajustable 4 son una función de una diversidad de condiciones asociadas a la práctica de las realizaciones preferentes dadas a conocer en la presente memoria. Dichos constituyentes (transitorios o semipermanentes), una vez presentes y/o que presenten por lo menos parcialmente modificado el líquido 3, pueden influir favorablemente sobre reacciones posteriores a lo largo de la dirección longitudinal del elemento de canal 30 a medida que el líquido 3 fluye en la dirección "F" del mismo. Mediante el ajuste de los tipos de reacciones (p.ej., ensamblajes de electrodos y reacciones asociadas a los mismos) y el suministro secuencial de conjuntos o ensamblajes de electrodos adicionales similares o diferentes (tales como los mostrados en las figuras 3a a 3d), puede conseguirse una diversidad de compuestos, nanopartículas y solución o soluciones de nanopartículas. Por ejemplo, las nanopartículas pueden experimentar crecimiento (p.ej., aparente o real) dentro del líquido 3 a medida que los constituyentes dentro del líquido pasan e interactúan con diversos conjuntos de electrodos (p.ej., 5, 5) a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30 (comentado en mayor detalle en la sección de Ejemplos). Dicho crecimiento, observado en, por ejemplo, los conjuntos de electrodos 5, 5, aparentemente resulta muy acelerado en el caso de que el líquido 3 haya entrado en contacto previamente con un conjunto de electrodos 1, 5 y/o 1, 1 y/o 5, 1. Dependiendo de los usos finales particulares del líquido 3 producido, determinadas nanopartículas, algunos constituyentes en el líquido 3, etc., podría considerarse que son muy deseables, mientras que otros constituyentes podría considerarse que resultan no deseables. Sin embargo, debido a la versatilidad del diseño de los electrodos, número de conjuntos de electrodos, configuración del conjunto de electrodos, composición del fluido, condiciones de procesamiento en cada electrodo en cada ensamblaje o conjunto de electrodos, secuenciación de diferentes ensamblajes o conjuntos de electrodos a lo largo de la dirección longitudinal del elemento de canal 30, forma del elemento de canal 30, tamaño y forma en sección transversal del elemento de canal 30, la totalidad de dichas condiciones puede contribuir más o menos constituyentes o componentes (transitorios o semipermanentes) deseables o no deseables en el líquido 3 y/o diferentes estructuras del líquido per se durante por lo menos una parte de los procedimientos dados a conocer en la presente memoria.
La figura 7b muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de la configuración de electrodos mostrada en la figura 2a (así como en la figura 3a); sin embargo, dichos electrodos 1 y 5 están girados en la página 90 grados respecto a los electrodos 1 y 5 mostrados en las figuras 2a y 3a. En dicha realización, el líquido 3 contacta con el plasma ajustable 4 generado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3 y el electrodo 5 en sustancialmente el mismo punto a lo largo de la dirección de flujo longitudinal "F" (es decir, hacia el exterior de la página) del elemento de canal 30. La dirección en la que fluye el líquido 3 es longitudinalmente a lo largo del elemento de canal 30 y es hacia el exterior del papel, hacia el lector, tal como en la figura 7a. De acuerdo con lo anterior, tal como se ha comentado inmediatamente antes en la presente memoria, resulta evidente que el ensamblaje de electrodos mostrado en la figura 7b puede utilizarse con uno o más ensamblajes o conjuntos de electrodos comentados anteriormente en la presente memoria, así como posteriormente en la presente memoria. Por ejemplo, un uso del ensamblaje mostrado en la figura 7b es que, al fluir corriente abajo los constituyentes creados en el plasma ajustable 4 (o productos resultantes en el líquido 3) desde el punto de contacto con la superficie 2 del líquido 3, puede producirse una diversidad de posteriores etapas de procesamiento. Por ejemplo, la distancia "y" entre el electrodo 1 y el electrodo 5 (tal como se muestra en, por ejemplo, la figura 7b) está limitada a determinadas distancias mínimas, así como a determinadas distancias máximas. La distancia mínima "y" es aquella distancia a la que la distancia excede ligeramente a la ruptura eléctrica "Ec" de la atmósfera proporcionada entre los puntos más próximos entre los electrodos 1 y 5. Mientras que la distancia máxima "y" corresponde a la distancia máxima a la que por lo menos algo de conductividad del fluido permite que exista una conexión eléctrica entre la fuente de alimentación 10 en y a través de cada uno de los electrodos 1 y 5, así como por el líquido 3. La distancia máxima "y" variará como función de, por ejemplo, los constituyentes dentro del líquido 3 (p.ej., la conductividad del líquido 3). De acuerdo con lo anterior, algunos de aquellos constituyentes altamente energizados que comprende el plasma ajustable 4 podrían ser muy reactivos y podrían crear compuestos (reactivos o de otro tipo) dentro del líquido 3 y una posterior etapa de procesamiento podría resultar potenciada por la presencia de dichos constituyentes o dichos componentes o constituyentes muy reactivos podrían volverse menos reactivos como función de, por ejemplo, el tiempo. Además, determinadas reacciones deseables o no deseables podrían minimizarse o maximizarse mediante localizaciones y/o condiciones de procesamiento asociadas a conjuntos de electrodos adicionales corriente abajo del conjunto de electrodos mostrado en, por ejemplo, la figura 7b.
La figura 8a muestra una vista en perspectiva una sección transversal de la misma realización que la mostrada en la figura 7a. En dicha realización, tal como en la realización mostrada en la figura 7a, el fluido 3 en primer lugar interactúa con el plasma ajustable 4 creado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3. Después, el fluido 3 influido o acondicionado por el plasma, tras haber sido modificado (p.ej., acondicionado, modificado o preparado) por el plasma ajustable 4, comunica seguidamente con el electrodo 5, permitiendo de esta manera que se produzcan diversas reacciones electroquímicas, estando influidas dichas reacciones por el estado (p.ej., la composición química, la estructura física o cristalina, el estado o estados excitados, etc., del fluido 3 (y constituyentes o componentes en el fluido 3)). Se muestra una realización alternativa en la figura 8b. Dicha realización corresponde esencialmente en disposición general a las realizaciones mostradas en las figuras 3b y 4b. En dicha realización, el fluido 3 en primer lugar se comunica con el electrodo 5 y después el fluido 3 se comunica con el plasma ajustable 4 creado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3.
La figura 8c muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de dos electrodos 5a y 5b (correspondientes a las realizaciones mostradas en las figuras 3c y 4c), en los que la dirección de flujo longitudinal "F" del fluido 3 contacta con el primer electrodo 5a y después contacta con el segundo electrodo 5b en la dirección "F" del flujo de fluido. De manera similar, la figura 8d es una vista en perspectiva de una sección transversal y corresponde a las realizaciones mostradas en las figuras 3d y 4d. En dicha realización, el fluido 3 comunica con un primer plasma ajustable 4a creado por un primer electrodo 1a y después comunica con un segundo plasma ajustable 4b creado entre un segundo electrodo 1b y la superficie 2 del fluido 3.
De acuerdo con lo anterior, debe resultar evidente a partir de las realizaciones dadas a conocer que diversas configuraciones o conjuntos de electrodos mostrados en las figuras 8a a 8d pueden utilizarse solos o en combinaciones entre sí en una diversidad de diferentes configuraciones. Varios factores dirigen las elecciones para el uso óptimo de configuraciones de electrodos a fin de conseguir diversos resultados deseables. Además, el número de dichas configuraciones de electrodos y la localización mutua de dichas configuraciones de electrodos influyen todos sobre los constituyentes resultantes en el líquido 3, nanopartículas y/o soluciones de nanopartículas/líquido resultantes de los mismos. Algunos ejemplos específicos de dependencia de la configuración de los electrodos se incluyen en la sección de "Ejemplos" en la presente memoria. Sin embargo, debe resultar evidente para el lector que resultan evidentes una diversidad de productos diferentes y configuraciones deseables según las enseñanzas (tanto expresa como inherentemente), en la que las diferentes configuraciones pueden resultar en productos muy diferentes (comentados adicionalmente en la sección de "Ejemplos" en la presente memoria).
La figura 9a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal y corresponde a la configuración de electrodos mostrada en la figura 7b (y generalmente a la configuración de electrodos mostrada en las figuras 3a y 4a, aunque rotada en 90 grados respecto a la misma). La totalidad de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 9a-9d están situadas de manera que los pares de electrodos mostrados están situados sustancialmente en el mismo punto longitudinal a lo largo del elemento de canal 30, tal como en la figura 7b.
De manera similar, la figura 9b corresponde de manera general a la configuración de electrodos mostrada en las figuras 3b y 4b y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración mostrada en la figura 8b.
La figura 9c muestra una configuración de electrodos correspondiente de manera general a las figuras 3c y 4c y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración de electrodos mostrada en la figura 8c.
La figura 9d muestra una configuración de electrodos correspondiente de manera general a las figuras 3d y 4d y se encuentra rotada en 90 grados respecto a la configuración de electrodos mostrada en la figura 8d.
Tal como se comenta en la presente memoria, las configuraciones o conjuntos de electrodos mostrados generalmente en las figuras 7, 8 y 9 todos pueden crear diferentes resultados (p.ej., diferentes tamaños, formas, cantidades, compuestos, constituyentes, funcionamiento de nanopartículas presentes en un líquido, diferentes estructuras de líquido, diferentes pH, etc.) como función de su orientación y posición respecto a la dirección de flujo de fluido "F" y respecto a su posicionamiento mutuo en el elemento de canal 30. Además, el número de electrodos, composiciones, tamaño, formas específicas, voltajes aplicados, amperajes aplicados, campos creados, distancia entre electrodos en cada conjunto de electrodos, distancia entre conjuntos de electrodos, etc., pueden todos influir sobre las propiedades del líquido 3 al fluir pasando por estos electrodos y, por lo tanto, sobre las propiedades resultantes de los materiales (p.ej., los constituyentes en el fluido 3, las nanopartículas y/o la solución de nanopartículas) producidos en el mismo. Adicionalmente, el elemento de canal 30 que contiene líquido, en algunas realizaciones preferentes, contiene una pluralidad de combinaciones de electrodos mostradas en las figuras 7, 8 y 9. Dichos ensamblajes de electrodos pueden ser todos de la misma configuración o pueden ser una combinación de diversas configuraciones diferentes de electrodos. Además, las configuraciones de electrodos pueden comunicarse secuencialmente con el fluido "F" o pueden simultáneamente o en paralelo comunicarse con el fluido "F". Se muestran diferentes configuraciones de electrodos ejemplares y preferentes en figuras adicionales posteriormente en la presente memoria y se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria (p.ej., en la sección de "Ejemplos") junto con diferentes constituyentes producidos en el líquido 3, nanopartículas y diferentes soluciones de nanopartículas producidas a partir del mismo.
La figura 10a muestra una vista de una sección transversal del elemento de canal 30 que contiene el líquido, mostrado en las figuras 7, 8 y 9. Dicho elemento de canal 30 presenta una sección transversal correspondiente a la de un rectángulo o un cuadrado y los electrodos (no mostrados en la figura 10a) pueden posicionarse convenientemente en la misma.
De manera similar, se muestran varias realizaciones de sección transversal alternativas adicionales del elemento de canal 30 que contiene un líquido, en las figuras 10b, 10c, 10d y 10e. La distancia "S" y "S"' para las realizaciones preferentes mostradas en cada una de las figuras 10a a 10e mide, por ejemplo, entre aproximadamente 1" y aproximadamente 3" (aproximadamente 2,5 cm a 7,6 cm). La distancia "M" está comprendida entre aproximadamente 2'' y aproximadamente 4'' (aproximadamente 5 a 10 cm). La distancia "R" está comprendida entre aproximadamente 1/16"-1/2" y aproximadamente 3'' (entre aproximadamente 1,6 mm-13mm y aproximadamente 76 mm). La totalidad de dichas realizaciones (así como configuraciones adicionales que representan realizaciones alternativas que se encuentran dentro de los límites de la presente exposición) puede utilizarse en combinación con los demás aspectos dados a conocer en la presente memoria. Debe indicarse que la cantidad de líquido 3 contenida dentro de cada uno de los elementos de canal 30 que contiene líquido es una función no sólo de la profundidad "d", sino también una función de la sección transversal real. Brevemente, la cantidad o volumen de fluido 3 presente en y en torno al electrodo o electrodos 1 y 5 puede influir sobre uno o más efectos (p.ej., efectos del fluido o de concentración, incluyendo efectos de concentración de campo) del plasma ajustable 4 sobre el líquido 3, así como una o más interacciones químicas o electroquímicas del electrodo 5 con el líquido 3. Entre dichos efectos se incluyen no sólo efectos de acondicionamiento de plasma ajustable 4 (p.ej., interacciones de los campos eléctrico y magnético del plasma, interacciones de la radiación electromagnética del plasma, creación de diversas especies químicas (p.ej., ácidos de Lewis y ácidos de Bronsted-Lowry) dentro del líquido, cambios de pH, etc.) con el líquido 3, sino también la concentración o interacción del plasma ajustable 4 con el líquido 3 y las interacciones electroquímicas del electrodo 5 con el líquido 3. Resultan posibles diferentes efectos debido a, por ejemplo, el volumen real de líquido presente en torno a una parte longitudinal de cada ensamblaje de electrodos 1 y/o 5. En otras palabras, para una longitud dada a lo largo de la dirección longitudinal del elemento de canal 30, se encontrarán presentes diferentes cantidades o volúmenes de líquido 3 como función de la forma de la sección transversal. A título de ejemplo específico, se hace referencia a las figuras 10a y 10c. En el caso de la figura 10a, la forma rectangular mostrada en la misma presenta una parte superior separada por aproximadamente la misma distancia que la parte superior mostrada en la figura 10c. Sin embargo, la cantidad de fluido a lo largo de la misma longitud dada (es decir, en la página) será significativamente diferente en cada una de las figuras 10a y 10c.
De manera similar, la influencia de muchos aspectos del electrodo 5 sobre el líquido 3 (p.ej., interacciones electroquímicas) también es, por lo menos parcialmente, una función de la cantidad de fluido contiguo al electrodo o electrodos 5, tal como se ha comentado inmediatamente antes en la presente memoria.
Además, las concentraciones de los campos eléctrico y magnético también pueden afectar significativamente la interacción del plasma 4 con el líquido 3, así como afectar a las interacciones del electrodo o electrodos 5 con el líquido 3. Por ejemplo, sin deseo de restringirse a ninguna teoría o explicación en particular, en el caso de que el líquido 3 comprenda agua, puede producirse una diversidad de influencias sobre el campo eléctrico, el campo magnético y/o el campo electromagnético. Específicamente, el agua es una molécula dipolar conocida que puede alinearse por lo menos parcialmente con un campo eléctrico. La alineación parcial de las moléculas de agua con un campo eléctrico puede, por ejemplo, causar que enlaces de hidrógeno y ángulos de enlace anteriormente existentes se orienten en un ángulo diferente al anterior a la exposición al campo eléctrico, pueden causar una actividad vibracional diferente o dichos enlaces de hecho pueden romperse. Dichos cambios de la estructura del agua pueden resultaren que el agua presente una reactividad diferente (p.ej., superior). Además, la presencia de campos eléctricos y magnéticos puede presentar efectos contrarios sobre la ordenación o estructuración del agua y/o las nanopartículas presentes en el agua. Resulta posible que el agua no estructurada o poco estructurada que presente relativamente menos enlaces de hidrógeno respecto a, por ejemplo, agua muy estructurada, pueda resultar en un medio más reactivo (p.ej., químicamente más reactivo). Lo anterior contrasta con las redes abiertas o con más enlaces de hidrógeno, que pueden enlentecer las reacciones debido a, por ejemplo, una viscosidad incrementada, las menores difusividades y una menor actividad de las moléculas del agua. De acuerdo con lo anterior, los factores que aparentemente reducen los enlaces de hidrógeno y la fuerza de los mismos (p.ej., los campos eléctricos) y/o que incrementan la actividad vibracional, pueden potenciar la reactividad y cinética de diversas reacciones.
Además, la radiación electromagnética también puede presentar efectos directos e indirectos sobre el agua y resulta posible que la radiación electromagnética misma (p.ej., la radiación emitida a partir del plasma 4), en lugar de los campos eléctricos o magnéticos individuales por sí solos, pueda presentar dichos efectos, tal como se da a conocer en la solicitud de patente publicada anteriormente mencionada titulada Methods for Controlling Crystal Growth, Crystallization, Structures and Phases in Materials and Systems. Se comentan espectros diferentes asociados a diferentes plasmas 4 en la sección de "Ejemplos" en la presente memoria.
Además, mediante el paso de una corriente eléctrica por el electrodo o electrodos 1 y/o 5 dados a conocer en la presente memoria, los voltajes presentes en, por ejemplo, el electrodo o electrodos 5 pueden presentar un efecto de orientación (es decir, temporal, semipermanente o más prolongado) sobre las moléculas de agua. La presencia de otros constituyentes (es decir, especies cargadas) en el agua puede potenciar dichos efectos de orientación. Dichos efectos de orientación pueden causar, por ejemplo, la rotura de los enlaces de hidrógeno y cambios de densidad localizados (es decir, caídas). Además, también es conocido que los campos eléctricos rebajen la constante dieléctrica del agua debido a los cambios (p.ej., reducción) de la red de enlaces de hidrógeno. Dicha modificación de las redes debería cambiar las propiedades de solubilidad del agua y podría ayudar en la concentración o disolución de una diversidad de gases y/o constituyentes o especies reactivas en el líquido 3 (p.ej., agua) dentro del elemento de canal 30. Todavía adicionalmente, resulta posible que la modificación o rotura de los enlaces de hidrógeno por la aplicación de radiación electromagnética (y/o campos eléctricos y magnéticos) pueda perturbar las interfaces de gas/líquido y resultar en especies más reactivas. Todavía adicionalmente, los cambios de los enlaces de hidrógeno pueden afectar a la hidratación del dióxido de carbono, resultando, entre otras cosas, en cambios del pH. De esta manera, cuando se producen cambios localizados del pH en torno a, por ejemplo, por lo menos uno de los electrodos 5 (o electrodos 1), muchos de los posibles reactivos (comentados en otros sitios de la presente memoria) reaccionarán de manera diferente con ellos mismos y/o con la atmósfera yo el plasma o plasmas ajustables 4, así como el electrodo o electrodos 1 y/o 5 mismos. La presencia de ácidos de Lewis y/o ácidos de Bronsted-Lowry, también puede influir mucho sobre las reacciones.
Además, un elemento de canal 30 puede comprender más de una forma de la sección transversal a lo largo de todo su recorrido longitudinal. La incorporación de múltiples formas de la sección transversal a lo largo del recorrido longitudinal de un elemento de canal 30 puede resultar, por ejemplo, en la modificación de los efectos del campo, concentración o reacción producidos por las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. Adicionalmente, pueden añadirse diversas modificaciones en puntos a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30 que pueden potenciar y/o disminuir diversos efectos de campo comentados anteriormente en la presente memoria. A este respecto, las composiciones de materiales en y/o en torno al canal (p.ej., metales situados fuera o dentro de por lo menos una parte del elemento de canal 30) pueden actuar como concentradores o potenciadores de diversos campos presentes en y en torno al electrodo o electrodos 1 y/o 5. Adicionalmente, las aplicaciones de campos aplicados externamente (p.ej., eléctricos, magnéticos, electromagnéticos, etc.) y/o la introducción de determinados materiales reactivos dentro del elemento de canal 30 (p.ej., contactando por lo menos parcialmente una parte del líquido 3 que fluye en el mismo) también puede resultar en: (1) la recogida, recolección o filtración de especies no deseables, o (2) la introducción de especies deseables sobre, por ejemplo, por lo menos una parte de la superficie externa de nanopartículas ya formadas corriente arriba. Además, debe entenderse que un elemento de canal 30 puede ser no lineal o "en forma de I", aunque puede presentar por el contrario "forma de Y" o "forma de V", en donde cada parte de la "Y" (o "V") presenta una sección transversal diferente (o similar). Un motivo para un elemento de canal 30 en forma de "Y" o "en forma de V es que pueden existir dos (o más) conjuntos diferentes de condiciones de procesamiento en las dos (o más) partes superiores del elemento de canal 30 "en forma de Y" o "en forma de V". Además, puede existir otro conjunto adicional de condiciones de procesamiento en la parte inferior del elemento de canal 30 "en forma de Y". De esta manera, pueden reunirse diferentes fluidos 3 de diferentes composiciones y/o diferentes reactivos, en la parte inferior del elemento de canal 30 en forma de "Y" y procesarse juntos para formar una gran diversidad de productos finales.
La figura 11a muestra una vista en perspectiva de una realización de sustancialmente la totalidad del elemento de canal 30 mostrado en la figura 10b, que incluye una parte de entrada o extremo de entrada 31 y una parte de salida o extremo de salida 32. La dirección de flujo "F" comentada en otras figuras en la presente memoria corresponde a un líquido que entra por el extremo o en proximidad al extremo 31 (p.ej., utilizando un medio apropiado para administrar fluido en el elemento de canal 30 en la parte de entrada 31 o en proximidad a la misma) y sale del elemento de canal 30 por el extremo de salida 32. Adicionalmente, aunque se muestra un único extremo de entrada 31 en la figura 11a, podrían encontrarse presentes múltiples entradas 31 en proximidad a la mostrada en la figura 11a o podría encontrarse localizada en diversas posiciones a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30 (p.ej., inmediatamente corriente arriba de uno o más de los conjuntos de electrodos situados a lo largo del elemento de canal 30). De esta manera, la pluralidad de la entrada o entradas 31 puede permitir la introducción de más de un líquido 3 en un primer extremo longitudinal 3 de la misma, o la introducción de múltiples líquidos 3 en el extremo longitudinal 31, y/o la introducción de diferentes líquidos 3 en diferentes posiciones a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30.
La figura 11b muestra el elemento de canal 30 de la figura 11a, que contiene tres dispositivos de control 20 unidos extraíblemente a la parte superior del elemento de canal 30. La interacción y operaciones de los dispositivos de control 20, que contienen los electrodos 1 y/o 5 se comentan en mayor detalle posteriormente en la presente memoria.
La figura 11c muestra una vista en perspectiva del elemento de canal 30 que incorpora una cubierta de dispositivo de control atmosférico 35'. El dispositivo o cubierta de control atmosférico 35' presenta unido al mismo una pluralidad de dispositivos de control 20 (en la figura 11c, se muestran tres dispositivos de control 20a, 20b y 20c) que contienen uno o más electrodos 1 y/o 5. La cubierta 35' está destinada a proporcionar la capacidad de controlar la atmósfera dentro y/o a lo largo de una parte sustancial de (p.ej., superior a 50% de) la dirección longitudinal del elemento de canal 30, de manera que cualquier plasma o plasmas ajustables 4 creados en cualquier o cualesquiera electrodos 1 como función del voltaje, corriente, densidad de corriente, etc., así como cualquier atmósfera controlada proporcionada. El dispositivo de control atmosférico 35' puede construirse de manera que puede contener uno o más conjuntos de electrodos. Por ejemplo, puede crearse una atmósfera localizada entre las partes terminales 39a y 39b a lo largo de sustancialmente la totalidad o una parte del recorrido longitudinal del elemento de canal 30 y una parte superior del dispositivo de control atmosférico 35'. Puede causarse que la atmósfera fluya hacia el interior de por lo menos una abertura de entrada (no mostrada) incorporada en el dispositivo de control atmosférico 35' y puede salir por como mínimo una abertura de salida (no mostrada), o puede permitirse la entrada/salida a lo largo o en proximidad a, por ejemplo, las partes 39a y 39b. A este respecto, con la condición de que se proporcione una presión positiva a una parte interior del dispositivo de control atmosférico 35' (es decir, positiva respecto a la atmósfera externa), puede causarse que cualquiera de dichos gases burbujee hacia el exterior en torno a las partes 39a y/o 39b. Además, dependiendo de, por ejemplo, si una parte de 39a o 39b es más alta que la otra, también puede controlarse apropiadamente una atmósfera interna. Una diversidad de atmósferas adecuadas para la utilización en el dispositivo de control atmosférico 35' incluye atmósferas consideradas convencionalmente no reactivas, como gases nobles (p.ej., argón o helio) o atmósferas consideradas convencionalmente como reactivas, tales como, por ejemplo, oxígeno, nitrógeno, ozono, aire controlado, etc. La composición exacta de la atmósfera dentro del dispositivo de control atmosférico 35' es una función de las técnicas de procesamiento que se desean, y/o de los constituyentes que se desean, en el plasma 4 y/o el líquido 3, nanopartículas/nanopartículas compuestas deseadas y/o nanopartículas/soluciones deseadas.
La figura 11d muestra el aparato de la figura 11c, incluyendo un medio de soporte adicional 34 para el soporte del elemento de canal 30 (p.ej., en una parte exterior del mismo), así como el soporte (por lo menos parcialmente) de los dispositivos de control 20 (no mostrados en la figura 11c). Debe entenderse que pueden modificarse diversos detalles respecto a, por ejemplo, las formas en sección transversal mostradas del elemento de canal 30, control o controles atmosféricos (p.ej., el dispositivo de control atmosférico 35') y los medios de soporte externo (p.ej., los medios de soporte 34) la totalidad de los cuales debe considerarse que se encuentra dentro de los límites de la presente exposición. El material o materiales que comprenden los medios de soporte adicional 34 para proporcionar soporte al elemento de canal 30 puede ser cualquier material que resulte conveniente, estructuralmente sólido y no reactivo bajo las condiciones de procedimiento aplicadas en la presente exposición. Entre los materiales aceptables se incluyen polivinilos, acrílicos, plexiglás, plásticos estructurales, nilones, teflones, etc., tal como se comenta en otros sitios de la presente memoria.
La figura 11e muestra una configuración alternativa del elemento de canal 30. Específicamente, el elemento de canal 30 se muestra en una vista en perspectiva y "presenta forma de Y". Específicamente, el elemento de canal 30 comprende las partes superiores 30a y 30b y una parte inferior 30o. De manera similar, se proporcionan entradas 31a y 31b junto con la salida 32. La parte 30d corresponde al punto en que 30a y 30b se reúnen en 30o.
La figura 11f muestra el mismo elemento de canal "en forma de Y" mostrado en la figura 11e, excepto en que la parte 30d de la figura 11e ahora se muestra como una sección de mezcla 30d'. A este respecto, determinados constituyentes fabricados o producidos en el líquido 3 en una o la totalidad de, por ejemplo, las partes 30a, 30b y/o 30c pueden deseablemente mezclarse entre sí en el punto 30d (o 30d'). Dicha mezcla puede producirse naturalmente en la intersección 30d mostrada en la figura 11e (es decir, puede no requerirse ninguna sección específica o especial 30d'), o puede controlarse más específicamente en la parte 30d'. Debe entenderse que la parte 30d' podría conformarse en cualquier forma eficaz, tal como cuadrada, circular, rectangular, etc., y presentar la misma profundidad o una diferente respecto a otras partes del elemento de canal 30. A este respecto, la zona 30d podría ser una zona de mezcla o una zona de reacción posterior.
Las figuras 11g y 11h muestran un elemento de canal 30 "en forma de V". Específicamente, se ha añadido una parte nueva 30c. Otras características de las figuras 11g y 11h son similares a las características mostradas en 11e y 11f.
Debe entenderse que puede existir una diversidad de diferentes formas para el elemento de canal 30, cualquiera de las cuales puede producir resultados deseables.
La figura 12a muestra una vista en perspectiva de un aparato de control de la atmósfera local 35 que funciona como medio de control de la atmósfera local en torno a los conjuntos de electrodos 1 y/o 5 de manera que pueden utilizarse diversos gases localizados para, por ejemplo, controlar y/o afectar a determinados parámetros del plasma ajustable 4 entre el electrodo 1 y la superficie 2 del líquido 3, así como influir sobre determinados constituyentes dentro del líquido 3 y/o reacciones electroquímicas ajustables en el electrodo o electrodos 5 y/o en torno a los mismos. Los orificios pasantes 36 y 37 mostrados en el aparato de control atmosférico 35 se proporcionan para permitir la comunicación externa hacia el interior y a través de una parte del aparato 35. En particular, el orificio o entrada 37 se proporciona como conexión de entrada para cualquier especie gaseosa que deba introducirse en el interior del aparato 35. El orificio 36 se proporciona como puerto de comunicación para los electrodos 1 y/o 5 que se extiende a través de ellos, por el que los electrodos se conectan a, por ejemplo, el dispositivo de control 20 situado sobre el aparato 35. Los gases introducidos por la entrada 37 pueden simplemente proporcionarse a una presión positiva respecto a la atmósfera externa local y pueden dejarse escapar mediante cualquier medio o ruta adecuado, incluyendo, aunque sin limitación, burbujeo hacia el exterior en torno a las partes 39a y/o 39b del aparato 35, en el caso de que se cause que dichas partes, por ejemplo, se encuentren por lo menos parcialmente sumergidas bajo la superficie 2 del líquido 3. Generalmente, las partes 39a y 39b pueden romper la superficie 2 del líquido 3, causando eficazmente que la superficie 2 actúe como parte del sello, formando una atmósfera localizada en torno a los conjuntos de electrodos 1 y/o 5. En el caso de que una presión positiva de un gas deseado entre por el puerto de entrada 37, puede provocarse que pequeñas burbujas burbujeen pasado, por ejemplo, las partes 39a y/o 39b. Adicionalmente, la localización exacta de la entrada 37 también puede ser una función del gas que fluye a través de la misma. Específicamente, en el caso de que el gas que proporciona por lo menos una parte de la atmósfera localizada sea más pesado que el aire, debería resultar adecuada una parte de entrada situada sobre la superficie 2 del líquido 3. Sin embargo, debe entenderse que la entrada 37 también podría encontrarse localizada en, por ejemplo, 39a o 39b y podría burbujearse por el líquido 3 y atraparse dentro de una parte interior del aparato de control atmosférico localizado 35. De acuerdo con lo anterior, las localizaciones exactas de las entradas y/o salidas en el dispositivo de control atmosférico 35 son una función de varios factores.
La figura 12b muestra una vista en perspectiva de un primer aparato de control atmosférico 35a en el primer término del elemento de canal 30 contenido dentro de la carcasa de soporte 34. Se incluye un segundo aparato de control atmosférico 35b y muestra un dispositivo de control 20 situado en el mismo. "F" denota la dirección longitudinal de flujo de líquido 3 por el elemento de canal 30. Puede utilizarse una pluralidad de aparatos de control atmosférico 35a, 35b (así como 35c, 35d, etc. no mostrados en los dibujos) en lugar de un único dispositivo de control atmosférico, tal como el mostrado en la figura 11c. El motivo de la pluralidad de dispositivos de control atmosférico localizados 35a a 35x es que pueden encontrarse presentes diferentes atmósferas en torno a cada ensamblaje de electrodo, si se desea. De acuerdo con lo anterior, aspectos específicos del plasma o plasmas ajustables 4, así como constituyentes específicos presentes en el líquido 3 y aspectos específicos de las reacciones electroquímicas ajustables que se producen en, por ejemplo, el electrodo o electrodos 5 será una función de, entre otras cosas, la atmósfera localizada. De acuerdo con lo anterior, la utilización de uno o más dispositivos de control atmosférico localizados 35a proporcionan una enorme flexibilidad en la formación de constituyentes, nanopartículas y mezclas de solución de nanopartículas deseados.
La figura 13 muestra una vista en perspectiva de un aparato alternativo de control atmosférico 38 en el que el elemento de canal entero 30 y los medios de soporte 34 se encuentran contenidos dentro del aparato de control atmosférico 38. En este caso, por ejemplo, puede proporcionarse una o más entradas de gases 37, 37' junto con una o más salidas de gas 37a, 37a'. La posición exacta de las entradas de gases 37, 37' y de la salida de gases 37a, 37a' en el aparato de control atmosférico 38 es una cuestión de conveniencia, así como cuestión de la composición de la atmósfera. A este respecto, en el caso de que la atmósfera proporcionada sea más pesada que el aire o más ligera que el aire, las localizaciones de entradas y salidas pueden ajustarse correspondientemente. Tal como se comenta en otros sitios de la presente memoria, las partes de entrada de gas y de salida de gas podrían proporcionarse sobre o bajo la superficie 2 del líquido 3. Evidentemente, en el caso de que las partes de entrada de gas se proporcionen bajo la superficie 2 del líquido 3 (no específicamente mostrado en dicha figura), debe entenderse que podrían introducirse burbujas (p.ej., nanoburbujas y/o microburbujas) de gas por la entrada de gas 37 en el líquido 3 durante por lo menos una parte del tiempo de procesamiento. Dichas burbujas podrían ser constituyentes de reacción deseables (es decir, reactivos con) el líquido 3 y/o constituyentes dentro del líquido 3 y/o el electrodo o electrodos 5. De acuerdo con lo anterior, la flexibilidad de introducción de una atmósfera localizada bajo la superficie 2 del líquido 3 puede proporcionar un control adicional del procesamiento y/o mejoras del mismo.
La figura 14 muestra una vista esquemática del aparato general utilizado según las enseñanzas de algunas de las realizaciones preferentes dadas a conocer en la presente memoria. En particular, dicha figura 14 muestra una vista esquemática lateral del elemento de canal 30 que contiene un líquido 3 en el mismo. Sobre el elemento de canal 30 descansa una pluralidad de dispositivos de control 20a-20d (es decir, se muestran cuatro de los mismos) que se encuentran, en la presente realización, unidos extraíblemente al mismo. Los dispositivos de control 20 pueden evidentemente fijarse de manera permanente en posición durante la puesta en práctica de las diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. El número exacto de dispositivos de control 20 (y electrodo o electrodos correspondientes 1 y/o 5, así como la configuración o configuraciones de dichos electrodos) y el posicionamiento o localización de los dispositivos de control 20 (y electrodos correspondientes 1 y/o 5) son una función de diversas realizaciones preferentes, algunas de las cuales se comentan en mayor detalle en la sección de "Ejemplos" en la presente memoria. Sin embargo, en general, se proporciona un líquido de introducción 3 (por ejemplo, agua) a un medio de transporte de líquido 40 (p.ej., una bomba peristáltica de líquido o medios de bombeo de líquido para bombear el líquido 3) para bombear el agua líquida 3 hacia el interior del elemento de canal 30 en un primer extremo 31 del mismo. Por ejemplo, el líquido de entrada 3 (p.ej., agua) podría introducirse tranquilamente o podría introducirse de una manera agitada. La agitación incluye, típicamente, la introducción de nanoburbujas o microburbujas, lo que puede ser o no deseable. En el caso de que se desee una introducción suave, dicho líquido de entrada 3 (p.ej., agua) podría proporcionarse naturalmente (p.ej., flujo hacia el interior de una parte inferior del canal). Alternativamente, podría proporcionarse un depósito (no mostrado) sobre el elemento de canal 30 y podría bombearse el líquido 3 hacia el interior de dicho depósito. A continuación, podría drenarse el depósito desde una parte inferior del mismo, una parte intermedia del mismo o una parte superior del mismo a medida que los niveles de fluido proporcionados al mismo alcancen un nivel apropiado. Los medios exactos para introducir un líquido de entrada 3 en el elemento de canal 30 en un primer extremo 31 del mismo es una función de una diversidad de opciones de diseño. Además, tal como se ha mencionado anteriormente en la presente memoria, debe entenderse que podrían existir partes de entrada adicionales 31 longitudinalmente a lo largo de diferentes partes del elemento de canal 30. La distancia "c-c" también se muestra en la figura 14. En general, la distancia "c-c" (que corresponde a la medición longitudinal centro a centro entre cada dispositivo de control 20) puede ser cualquier cantidad o distancia que permita el funcionamiento deseado de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. La distancia "c-" no debe ser inferior a la distancia "y" (p.ej., 1/4'' a 2''; 6 mm a 51 mm) y en una realización preferente, de aproximadamente 1,5'' (aproximadamente 38 mm) mostrado en, por ejemplo, las figuras 1 a 4 y 7 a 9. Los Ejemplos muestran diversas distancias "c-c"; sin embargo, para proporcionar una comprensión general de la distancia "c-c", las distancias aproximadas varían entre aproximadamente 4'' y aproximadamente 8'' (aproximadamente 102 mm a aproximadamente 203 mm) de separación; sin embargo, evidentemente resulta posible (o necesaria) una mayor o menor separación como función de la aplicación de la totalidad de las realizaciones anteriores dadas a conocer en la presente memoria. En los Ejemplos dados a conocer posteriormente en la presente memoria, las distancias preferentes "c-c" en muchos de los Ejemplos son de aproximadamente 7'' a 8'' (aproximadamente 177 mm a 203 mm).
En general, los medios de transporte de líquido 40 pueden incluir cualesquiera medios para desplazar líquidos 3, incluyendo, aunque sin limitarse a ellos, medios alimentados por gravedad o hidrostáticos, medios de bombeo, medios de bombeo peristáltico, medios reguladores o de válvula, etc. Sin embargo, los medios de transporte de líquidos 40 deberían ser capaces de introducir fiable y/o controlablemente cantidades conocidas del líquido 3 en el elemento de canal 30. Una vez se ha proporcionado el líquido 3 en el interior del elemento de canal 30, pueden requerirse o no requerirse medios para desplazar en continuo el líquido 3 dentro del elemento de canal 30. Sin embargo, un medio simple incluye que el elemento de canal 30 se sitúe en un ligero ángulo 0 (p.ej., entre inferior a un grado y unos cuantos grados) respecto a la superficie de soporte sobre la que se localiza el elemento de canal 30. Por ejemplo, una diferencia de altura vertical entre la parte de entrada 31 y la parte de salida 32 respecto a la superficie de soporte puede ser todo lo que se requiera, con la condición de que la viscosidad del líquido 3 no sea excesivamente alta (p.ej., cualquier viscosidad en torno a la viscosidad del agua puede controlarse mediante flujo por gravedad una vez dichos fluidos se encuentren contenidos o localizados dentro del elemento de canal 30). A este respecto, la figura 15a muestra vistas de una sección transversal de un elemento de canal 30 que forma un ángulo 01 , y la figura 15b muestra una vista de una sección transversal de un elemento de canal 30 que forma un ángulo 02 , y una diversidad de ángulos aceptables para el elemento de canal 30 que controla diversas viscosidades, incluyendo fluidos de baja viscosidad tales como el agua. Los ángulos que resultan deseables para diferentes secciones transversales del elemento de canal 30 y los fluidos de baja viscosidad típicamente se encuentran comprendidos entre un mínimo de aproximadamente 0,1 a 5 grados para fluidos de baja viscosidad y un máximo de 5 a 10 grados para los fluidos de viscosidad más elevada. Sin embargo, dichos ángulos son una función de una diversidad de factores ya mencionados, así como, por ejemplo, de si se incluye un medio específico de interrupción del fluido o un dique 80 a lo largo de una parte inferior o interfaz en la que el líquido 3 contacta el elemento de canal 30. Entre dichos medios de interrupción del flujo podrían incluirse, por ejemplo, diques mecánicos parciales o barreras a lo largo de la dirección longitudinal de flujo del elemento de canal 30. A este respecto, 01 es aproximadamente 5-10° y 02 es aproximadamente 0,1-5°. Las figuras 15a y 15b muestran un dique 80 en proximidad a la parte externa 32 del elemento de canal 30. Pueden localizarse múltiples dispositivos de dique 80 en diversas partes a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. La dimensión "j" puede ser, por ejemplo, de aproximadamente 1/8'' a 1/2'' (aproximadamente 3 a 13 mm) y la dimensión "k" puede ser, por ejemplo, de aproximadamente %" a 3/4" (aproximadamente 6 a 19 mm). La forma de la sección transversal (es decir, la forma "j-k") del dique 80 puede incluir esquinas afiladas, esquinas redondeadas, formas triangulares, formas cilíndricas y similares, la totalidad de las cuales puede influir sobre el líquido 3 que fluye por diversas partes del elemento de canal 30.
Además, al incrementarse las viscosidades del líquido 3 de manera que la gravedad por sí sola resulte insuficiente, también pueden utilizarse otros fenómenos, tales como usos específicos de la presión de cabeza hidrostática o la presión hidrostática para conseguir el flujo de fluido deseable. Además, también pueden proporcionarse medios adicionales para desplazar el líquido 3 a lo largo del elemento de canal 30 dentro del elemento de canal 30. Entre dichos medios para desplazar el líquido 3 se incluyen medios mecánicos, tales como palas, ventiladores, hélices, tornillos sinfín, etc., medios acústicos tales como transductores, medios térmicos, tales como calentadores (que pueden presentar beneficios de procesamiento adicionales), etc. Los medios adicionales para desplazar el líquido 3 pueden causar que el líquido 3 fluya en cantidades diferentes en diferentes partes a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. A este respecto, por ejemplo, si el líquido 3 inicialmente fluía lentamente por una primera parte longitudinal del elemento de canal 30, podría hacerse que el líquido fluya más rápidamente corriente abajo mediante, por ejemplo, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria, modificar la forma de la sección transversal del elemento de canal 30. Adicionalmente, las formas de la sección transversal del elemento de canal 30 también podrían contener en la misma medios de manipulación adicionales del fluido que podrían acelerar o enlentecer la velocidad a la que el líquido 3 fluye por el elemento de canal 30. De acuerdo con lo anterior, puede conseguirse una gran flexibilidad mediante la adición de dichos medios para el desplazamiento del fluido 3.
La figura 14 muestra además un tanque de almacenamiento o recipiente de almacenamiento 41 en el extremo 32 del elemento de canal 30. Dicho recipiente de almacenamiento 41 puede ser cualquier recipiente y/o medio de bombeo realizado en uno o más materiales que, por ejemplo, no interactúen negativamente con el líquido 3 introducido en el elemento de canal 30 y/o productos producidos dentro del elemento de canal 30. Entre los materiales aceptables se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, plásticos, tales como polietileno de alta densidad (HDPE), vidrio, uno o más metales (tal como determinados grados de acero inoxidable), etc. Además, aunque se muestra un tanque de almacenamiento 41 en la presente realización, el tanque 41 debe entenderse que incluye medios para distribuir o embotellar o envasar directamente el líquido 3 procesado en el elemento de canal 30.
Las figuras 16a, 16b y 16c muestran una vista en perspectiva de una realización preferente de la exposición en la presente memoria. En dichas figuras 16a, 16b y 16c, se muestran en mayor detalle ocho dispositivos separados de control 20a-20h. Dichos dispositivos de control 20 pueden utilizar una o más configuraciones de electrodos mostradas en, por ejemplo, las figuras 8 a, 8 b, 8 c y 8 d. Las posiciones y funcionamiento exactos de los dispositivos de control 20 se comentan en mayor detalle en otros sitios en la presente memoria. Sin embargo, cada uno de los dispositivos de control 20 está separado por una distancia "c-c" (ver la figura 14) que, en algunas de las realizaciones preferentes comentadas en la presente memoria, mide aproximadamente 8 '' (aproximadamente 203 mm). La figura 16b incluye la utilización de dos dispositivos de distribución del aire o de manipulación del aire (p.ej., los ventiladores 342a y 342b) y la figura 16c incluye la utilización de dos dispositivos de manipulación de aire alternativos o deseables, 342c y 342d. Los ventiladores 342a, 342b, 342c y/o 342d pueden ser cualquier ventilador adecuado. Por ejemplo, un ventilador con rodamiento de bolas Dyantron DF124020BA DC Brushless, de 9000 RPM, que mide aproximadamente 40 mm x 40 mm x 20 mm. Específicamente, dicho ventilador presenta un flujo de aire de aproximadamente 10 pies cúbicos por minuto.
La figura 17 muestra otra vista en perspectiva de otra realización del aparato según otra realización preferente, en el que se hacen girar seis dispositivos de control 20a-20f (es decir, seis conjuntos de electrodos) aproximadamente 90 grados respecto a los ocho dispositivos de control 20a-20h mostrados en las figuras 16a y 16b. De acuerdo con lo anterior, la realización corresponde de manera general a las realizaciones de ensamblaje de electrodo mostrada en, por ejemplo, las figuras 9a-9d.
La figura 18 muestra una vista en perspectiva del aparato mostrado en la figura 16a, aunque dicho aparato ahora se muestra como circundado de manera sustancialmente completa por un aparato de control atmosférico 38. Dicho aparato 38 es un medio para controlar la atmosférica que circunda el elemento de canal 30, o puede utilizarse para aislar el material externo y no deseable evitando que entre en el elemento de canal 30 e interactúe negativamente con el mismo. Además, la salida 32 del elemento de canal 30 se muestra como comunicante con un recipiente de almacenamiento 41 por una tubería de salida 42. Además, también se muestra una salida 43 del tanque de almacenamiento 41. Dicha tubería de salida 43 puede dirigirse hacia cualquier otro medio adecuado de almacenamiento, envasado y/o manipulación del líquido 3. Por ejemplo, la tubería de salida 43 podría comunicar con cualesquiera medios adecuados de envasado o empaquetamiento del producto líquido 3 producido en el elemento de canal 30. Alternativamente, el tanque de almacenamiento 41 podría retirarse y la tubería de salida 42 podría conectarse directamente a un medio adecuado para la manipulación, embotellamiento o envasado del producto líquido 3.
Las figuras 19a, 19b, 19c y 19d muestran vistas en perspectiva de secciones transversales adicionales de realizaciones de configuración de electrodos adicionales que pueden utilizarse según la presente exposición.
En particular, la figura 19a muestra dos conjuntos de electrodos 5 (es decir, 4 electrodos en total, 5a, 5b, 5c y 5d) situados aproximadamente en paralelo entre sí a lo largo de una dirección longitudinal del elemento de canal 30 y sustancialmente perpendiculares respecto a la dirección de flujo "F" del líquido 3 por el elemento de canal 30. En contraste, la figura 19b muestra dos conjuntos de electrodos 5 (es decir, 5a, 5b, 5c y 5d) situados contiguamente entre sí a lo largo de la dirección longitudinal del elemento de canal 30.
En contraste, la figura 19c muestra un conjunto de electrodos 5 (es decir, 5a y 5b) situados sustancialmente en perpendicular a la dirección de flujo de fluido "F" y otro conjunto de electrodos 5 (es decir 5c y 5d) situados sustancialmente en paralelo a la dirección de flujo de fluido "F". La figura 19d muestra una imagen especular de la configuración de electrodos mostrada en la figura 19c. Aunque cada una de las figuras 19a, 19b, 19c y 19d muestra sólo el electrodo o electrodos 5, resulta evidente que el electrodo o electrodos 1 podría sustituirse por algunos o todos los electrodos 5 mostrados en cada una de las figuras 19a a 19d, y/o entremezclados con ellos (p.ej., de manera similar a las configuraciones de electrodos dadas a conocer en las figuras 8a a 8d y 9a a 9d). Dichas configuraciones alternativas de electrodos proporcionan una diversidad de posibilidades alternativas de configuración de electrodos, la totalidad de los cuales puede resultar en diferentes nanopartículas o soluciones de nanopartículas deseables. Ahora debería resultar evidente para el lector que los ensamblajes de electrodos situados corriente arriba de otros ensamblajes de electrodos pueden proporcionar materias primas, cambios de pH, ingredientes y/o el acondicionamiento de cambios cristalinos o estructurales en por lo menos una parte del líquido 3, de manera que las reacciones que se producen en el electrodo o electrodos 1 y/o 5 corriente abajo de un primer conjunto de electrodos 1 y/o 5 pueden resultar en, por ejemplo, el crecimiento de nanopartículas, la contracción (p.ej., la disolución parcial o completa) de las nanopartículas, la aplicación de una o más composiciones diferentes sobre nanopartículas existentes (p.ej., una característica superficial que comprende una diversidad de tamaños y/o formas y/o composiciones que modifican el rendimiento de las nanopartículas), la eliminación de características o recubrimientos superficiales existentes sobre las nanopartículas, etc. En otras palabras, mediante el suministro de múltiples conjuntos de electrodos de múltiples configuraciones y uno o más dispositivos de control atmosférico junto con múltiples reacciones electroquímicas ajustables y/o plasmas ajustables 4, la diversidad de constituyentes producidos, nanopartículas, nanopartículas compuestas, grosores de capas de cubierta (p.ej., parciales o completas), recubrimientos o características superficies sobre nanopartículas de sustrato, es numerosa, y la estructura y/o composición del líquido 3 también puede controlarse fiablemente.
Las figuras 20a a 20p muestran una diversidad de vistas en perspectiva de sección transversal de las diversas realizaciones de configuración de electrodos posibles y utilizables para todas las configuraciones de los electrodos 1 y 5 correspondientes únicamente a la realización mostrada en la figura 19a. En particular, por ejemplo, el número de electrodos 1 o 5 varía en dichas figuras 20a a 20p, así como las localizaciones específicas de dicho electrodo o electrodos 1 y 5 unas respecto a otras. Evidentemente, dichas combinaciones de electrodos 1 y 5 mostradas en las figuras 20a a 20p también podrían configurarse según cada una de las configuraciones alternativas de electrodos mostradas en las figuras 19b, 19c y 19d (es decir, dieciséis figuras adicionales, correspondientes a cada una de las figuras 19b, 19c y 19d), aunque no se han incluido figuras adicionales en la presente memoria en aras de la brevedad. Se dan a conocer en mayor detalle en otros sitios de la presente memoria ventajas específicas de dichos conjuntos de electrodos, y otras.
Tal como se da a conocer en la presente memoria, cada una de las configuraciones de electrodos mostradas en las figuras 20a a 20p, según las condiciones de la operación particular, pueden resultar en diferentes productos procedentes de los mecanismos, aparatos y procedimientos dados a conocer en la presente memoria
Las figuras 21a, 21b, 21c y 21d muestran vistas en perspectiva de sección transversal de realizaciones adicionales. Las disposiciones de electrodos mostradas en dichas figuras, 21a a 21d, son similares en disposición a las disposiciones de electrodos mostradas en las figuras 19a, 19b, 19c y 19d, respectivamente. Sin embargo, en dichas figuras 21a a 21d, también se incluye un conjunto de membrana o barrera 50. En dichas realizaciones, se proporciona una membrana 50 como medio para separar diferentes productos realizados en diferentes conjuntos de electrodos, de manera que cualesquiera productos realizados por el conjunto de electrodos 1 y/o 5 sobre una cara de la membrana 50 puedan aislarse por lo menos parcialmente, o segregarse, o aislarse de manera sustancialmente completa respecto de determinados productos realizados en los electrodos 1 y/o 5 sobre la otra cara de la membrana 50. Dichos medios de membrana 50 para la separación o aislamiento de diferentes productos pueden actuar como una barrera mecánica, barrera física, barrera mecanofísica, barrera química, barrera eléctrica, etc. De acuerdo con lo anterior, determinados productos realizados a partir de un primer conjunto de electrodos 1 y/o 5 pueden aislarse por lo menos parcialmente, o sustancialmente por completo, respecto de determinados productos realizados a partir de un segundo conjunto de electrodos 1 y/o 5. De manera similar, también pueden situarse de manera similar conjuntos de electrodos situados en serie adicionales. En otras palabras, pueden utilizarse una o más diferentes membranas 50 en cada conjunto de electrodos 1 y/o 5 o en proximidad al mismo y producirse determinados productos a partir del mismo y enviarse selectivamente a conjuntos adicionales de electrodos 1 y/o 5 longitudinalmente corriente abajo de los mismos. Dichas membranas 50 pueden resultar en una diversidad de diferentes composiciones del líquido 3 y/o de nanopartículas o iones presentes en el líquido 3 producido en el elemento de canal 30.
Entre las posibles membranas de intercambio iónico 50 que funcionan como un medio de separación para la utilización con la presente exposición se incluyen membranas aniónicas y membranas catiónicas. Dichas membranas pueden ser homogéneas, heterogéneas o microporosas, de estructura simétrica o asimétrica, sólidas o líquidas, y pueden portar una carga positiva o negativa, o ser neutras o bipolares. El grosor de la membrana puede variar entre tan solo 100 micras y varios mm.
Entre algunas membranas iónicas específicas para la utilización con determinadas realizaciones de la presente exposición se incluyen, aunque sin limitarse a ellas:
• Membranas de tipo polimerización homogénea, tales como copolímeros de estireno-divinilbenceno sulfonados y aminados
• Membranas de condensación y heterogéneas
• Membranas de intercambio catiónico de perfluorocarburo
• Tecnología de membrana de cloro-álcali
• La mayoría de las membranas de intercambio catiónico y aniónico utilizadas en el campo industrial están compuestas de derivados de copolímero de estireno-divinilbenceno, copolímero de clorometilestirenodivinilbenceno o copolímero de vinilpiridinas-divinilbenceno.
• Las películas utilizadas que son la base de la membrana son generalmente polietileno, polipropileno (ref. "U, politetrafluoroetileno, PFA, FEP, etc.
• En algunos casos se utiliza trifluoroacrilato y estireno.
• Polímeros convencionales, tales como polietersulfona, óxido de polifenileno, cloruro de polivinilo, fluoruro de polivinilideno, etc. Especialmente, sulfonación o clorometilación y aminación de poliétersulfona u óxido de polifenileno.
• Las membranas de intercambio iónico de hidrocarburo están compuestas generalmente de derivados de copolímero de estireno-divinilbenceno y otros polímeros inertes, tales como polietileno, cloruro de polivinilo, etc.
La figura 22a muestra una vista en perspectiva de una sección transversal de un ensamblaje de electrodos que corresponde al ensamblaje de electrodos 5a, 5b mostrado en la figura 9c. Dicho conjunto de electrodos también puede utilizar una membrana 50 para la separación química, física, físicoquímica y/o mecánica. A este respecto, la figura 22b muestra una membrana 50 situada entre los electrodos 5a, 5b. Debe entenderse que los electrodos 5a, 5b podrían intercambiarse con los electrodos 1 en cualquiera de entre múltiples configuraciones mostradas en, por ejemplo, las figuras 9a-9c. En el caso de la figura 22b, el conjunto de membrana 50 presenta la capacidad de aislar parcial o sustancialmente por completo, algunos o todos los productos formados en el electrodo 5a, respecto de algunos o todos los productos formados en el electrodo 5b. De acuerdo con lo anterior, pueden controlarse diversas especies formadas en los electrodos 5a y 5b de manera que puedan reaccionar secuencialmente con conjuntos adicionales de ensamblaje de electrodos 5a, 5b y/o combinaciones de conjuntos de electrodos 5 y conjuntos de electrodos 1 en la dirección de flujo longitudinal "F" que adopta el líquido 3 a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. De acuerdo con lo anterior, mediante la selección apropiada de la membrana 50, pueden controlarse qué productos situados en qué electrodo (o conjunto de electrodos posterior o corriente abajo). En una realización preferente en la que la polaridad de los electrodos 5a y 5b es contraria, puede formarse una diversidad de diferentes productos en el electrodo 5a respecto al electrodo 5b.
La figura 22c muestra otra realización diferente en una vista esquemática de una sección transversal de una configuración de electrodos alternativa completamente diferente de los electrodos 5a y 5b. En dicho caso, el electrodo o electrodos 5a (o evidentemente, el electrodo o electrodos 1a) están situados sobre la membrana 50 y el electrodo o electrodos 5b están situados bajo la membrana 50 (p.ej., se encuentran sumergidos sustancialmente por completo en el líquido 3). A este respecto, el electrodo 5b pueden comprender una pluralidad de electrodos o puede ser un único electrodo que corre a lo largo de por lo menos parte o la totalidad del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. En dicha realización, determinadas especies creadas en electrodos sobre la membrana 50 pueden ser diferentes de determinadas especies creadas bajo la membrana 50 y dichas especies pueden reaccionar diferentemente a lo largo del recorrido longitudinal del elemento de canal 30. A este respecto, no resulta necesario que la membrana 50 recorra toda la longitud del elemento de canal 30, sino que puede estar presente en sólo una parte de dicha longitud y después conjuntos secuenciales de electrodos 1 y/o 5 pueden reaccionar con los productos producidos a partir de los mismos.
La figura 22d muestra otra realización alternativa en la que una configuración de electrodos 5a (y evidentemente, los electrodos 1) mostrada en la figura 22c se localiza sobre una parte de la membrana 50, que se extiende a lo largo de por lo menos parte de la longitud del elemento de canal 30, y un segundo electrodo (o pluralidad de electrodos) 5b (similares al electrodo o electrodos 5b en la figura 22c) se extienden por como mínimo una parte del recorrido longitudinal a lo largo de la parte inferior del elemento de canal 30. En la presente realización de utilización de múltiples electrodos 5a, puede conseguirse una flexibilidad operativa adicional. Por ejemplo, mediante división del voltaje y la corriente en por lo menos dos electrodos 5a, las reacciones en los múltiples electrodos 5a pueden ser diferentes de las reacciones que se producen en un único electrodo 5a de tamaño, forma y/o composición similar. Evidentemente, dicha configuración de múltiples electrodos puede utilizarse en muchas de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria, aunque no se hayan comentado expresamente en aras de la brevedad. Sin embargo, en general, múltiples electrodos 1 y/o 5 (es decir, en lugar de un único electrodo 1 y/o 5) pueden añadir una gran flexibilidad a los productos producidos según la presente exposición. Se comentan en otros sitios de la presente memoria detalles de algunas determinadas de estas ventajas.
La figura 23a es una vista en perspectiva de una sección transversal de otra realización que muestra un conjunto de electrodos 5 que se corresponde de manera general al conjunto de electrodos 5 mostrado en la figura 19a; sin embargo, la diferencia entre la realización de la figura 23a es que se ha proporcionado un tercer conjunto de electrodo o electrodos 5e, 5f además de los dos conjuntos de electrodos 5a, 5b, 5c y 5d mostrados en la figura 19a. Evidentemente, los conjuntos de electrodos 5a, 5b, 5c, 5d, 5d y 5f también pueden rotarse 90 grados de manera que correspondan aproximadamente a los dos conjuntos de electrodos mostrados en la figura 19b. En aras de la brevedad, no se han incluido en la presente memoria figuras adicionales que muestran realizaciones adicionales de dichos conjuntos de configuraciones de electrodos.
La figura 23b muestra otra realización que también permuta en muchas realizaciones adicionales, en las que los conjuntos de membrana 50a y 50b han sido insertados entre los tres conjuntos de electrodos 5a, 5b, 5c, 5d, 5e y 5f. Evidentemente la combinación de una o más configuraciones de electrodos, número de electrodos y medios de membrana exactos 50 utilizados para conseguir la separación incluye muchas realizaciones, cada una de las cuales puede producir diferentes productos al someterlas a las enseñanzas de la presente exposición. Se proporciona en otros sitios de la presente memoria un comentario más detallado de dichos productos y operaciones.
Las figuras 24a-24e, 25a-25e y 26a-26e muestran vistas de secciones transversales de una diversidad de medios de membrana 50, localizaciones que pueden utilizarse según la presente exposición. Cada una de dichas configuraciones de membrana 50 puede resultar en diferentes nanopartículas y/o mezclas de nanopartículas/solución. La deseabilidad de utilizar membranas particulares en combinación con diversos ensamblajes de electrodos añade una diversidad de ventajas de procesamiento. Dicha flexibilidad adicional resulta en una diversidad de nuevas mezclas de nanopartículas/solución de nanopartículas.
DISPOSITIVOS DE CONTROL DE ELECTRODOS
Los dispositivos de control de electrodos mostrados de manera general en, por ejemplo, las figuras 2, 3, 11, 12, 14, 16, 17 y 18 se muestran en mayor detalle en la figura 27 y en las figuras 28a a 28l. En particular, la figura 27 muestra una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo de control 20. Además, las figuras 28a a 28l muestran vistas en perspectiva de una diversidad de realizaciones de dispositivos de control 20. La figura 28b muestra el mismo dispositivo de control 20 mostrado en las figuras 28a, excepto en que se sustituyen dos electrodos 1a/1b por los dos electrodos 5a/5b.
En primer lugar, se hace referencia específica a las figuras 27, 28a y 28b. En cada una de dichas tres figuras, se proporciona una parte de base 25, presentando dicha parte de base una parte superior 25' y una parte inferior 25''. La parte de base 25 está realizada en un material plástico rígido adecuado, incluyendo, aunque sin limitación, materiales realizados en plásticos estructurales, resinas, poliuretano, polipropileno, nilón, teflón, polivinilo, etc. Se proporciona una pared divisoria 27 entre dos ensamblajes de ajuste de electrodos. La pared divisoria 27 puede estar realizada en un material similar o diferente al material que comprende la parte de base 25. Los motores paso a paso 21a y 21b se fijan a la superficie 25' de la parte de base 25. Los motores paso a paso 21a, 21b podrían ser cualquier motor paso a paso capaz de desplazar ligeramente (p.ej., en 360 grados, ligeramente menos de o ligeramente más de un grado), de manera que el movimiento circular de los motores paso a paso 21a/21b resulta en una elevación o bajada vertical de un electrodo 1 o 5 comunicado con el mismo. A este respecto, un primer componente en forma de rueda 23a es la rueda motriz conectada al eje de salida 231a del motor de impulsión 21a, de manera que al girar el eje motor 231a, se crea un movimiento circular de la rueda 23a. Además, se causa que una rueda esclava 24a presione contra y hacia la rueda motriz 23a, de manera que se produce un contacto por fricción entre ellas. La rueda motriz 23a y/o la rueda esclava 24a pueden incluir una muesca o surco en una parte externa de las mismas para ayudar a alojar los electrodos 1 y 5. Se causa que la rueda esclava 24a presione contra la rueda motriz 23a mediante un muelle 285 situado entre las partes 241a y 261a unidas a la rueda esclava 24a. En particular, un muelle espiral 285 puede localizarse en torno a la parte del eje 262a que se extiende hacia afuera desde el bloque 261a. Los muelles deberían presentar suficiente tensión para resultar en una fuerza de fricción razonable entre la rueda motriz 24a y la rueda esclava 24a, de manera que al girar el eje 231a una determinada cantidad, los ensamblajes de electrodos 5a, 5b, 1a, 1b, etc. se desplacen en una dirección vertical respecto a la parte de base 25. Dicho movimiento rotacional o circular de la rueda motriz 23a resulta en una transferencia directa de cambios direccionales verticales en los electrodos 1 y 5 mostrados en la presente memoria. Por lo menos una parte de la rueda motriz 23a debe estar realizada en un material eléctricamente aislante, mientras que la rueda esclava 24a puede estar realizada en un material eléctricamente conductor o en un material eléctricamente aislante, aunque preferentemente, en un material eléctricamente aislante.
Los motores de impulsión 21a/21b pueden ser cualquier motor de impulsión adecuado que sea capaz de pequeñas rotaciones (p.ej., ligeramente inferiores a 1°/360° o ligeramente superiores a 1°/360°), de manera que pequeños cambios rotacionales en el eje motor 231a se traduzcan en pequeños cambios verticales en los ensamblajes de electrodos. Un motor de impulsión preferente incluye un motor de impulsión fabricado por RMS Technologies, motor paso a paso modelo 1MC17-S04, que es un motor paso a paso alimentado por DC. Entre dichos motores paso a paso 21a/21b se incluye una conexión RS-232, 22a/22b, respectivamente, que permite que los motores paso a paso estén controlados por un aparato de control a distancia, tal como un ordenador o un controlador.
En referencia a las figuras 27, 28a y 28b, las partes 271, 272 y 273 son principalmente ajustes de la altura que ajustan la altura de las partes de base 25 respecto al elemento de canal 30. Las partes 271, 272 y 273 pueden estar realizadas en materiales iguales, similares o diferentes a los de la parte de base 25. Las partes 274a/274b y 275a/275b también pueden estar realizadas en materiales iguales, similares o diferentes a los de la parte de base 25. Sin embargo, dichas partes deben ser eléctricamente aislantes ya que alojan diversos componentes de cable asociados al transporte de voltaje y corriente a los ensamblajes de electrodos 1a/1b, 5a/5b, etc.
El ensamblaje de electrodos específicamente mostrado en la figura 28a comprende los electrodos 5a y 5b (correspondientes a, por ejemplo, el ensamblaje de electrodos mostrado en la figura 3c). Sin embargo, dicho ensamblaje de electrodos podría comprender uno o más electrodos 1 únicamente, uno o más electrodos 1 y 5, uno o más electrodos 5 y 1, o uno o más electrodos 5 únicamente. A este respecto, la figura 28b muestra un ensamblaje en el que se proporcionan dos electrodos 1a/1b en lugar de los dos electrodos 5a/5b mostrados en la figura 28a. Todos los demás elementos mostrados en la figura 28b son similares a los mostrados en la figura 28a.
Con respecto al tamaño del dispositivo de control 20 mostrado en las figuras 27, 28a y 28b, las dimensiones "L" y "W" puede ser cualesquiera dimensiones que se adapten al tamaño de los motores paso a paso 21a/21b, y la anchura del elemento de canal 30. A este respecto, la dimensión "L" mostrada en la figura 27 necesita ser suficiente para que la dimensión "L" sea por lo menos tan larga como la anchura del elemento de canal 30, y preferentemente ligeramente más largo (p.ej., 10% a 30%). La dimensión "W ' mostrada en la figura 27 necesita ser suficientemente ancha para alojar los motores paso a paso 21a/21b y no ser tan ancho como para infrautilizar innecesariamente el espacio longitudinal a lo largo de la longitud del elemento de canal 30. En una realización preferente, la dimensión "L" es de aproximadamente 7 pulgadas (aproximadamente 19 milímetros) y la dimensión "W' es de aproximadamente 4 pulgadas (aproximadamente 10,5 milímetros). El grosor "H" del elemento de base 25 es cualquier grosor suficiente que proporcione rigidez estructural, eléctrica y mecánica para el elemento de base 25 y debería ser del orden de aproximadamente %" a %" (aproximadamente 6 a 19 mm). Aunque dichas dimensiones no resultan críticas, las dimensiones proporcionan una comprensión del tamaño en general de determinados componentes de una realización preferente.
Además, en cada una de las realizaciones mostradas en las figuras 27, 28a y 28b, el elemento de base 25 (y los componentes montados en el mismo) pueden cubrirse con una cubierta adecuada 290 (mostrada por primera vez en la figura 28d) para aislar eléctricamente, así como para crear un medio protector local para todos los componentes unidos al elemento de base 25. Dicha cubierta 290 puede estar realizada en cualquier material adecuado que proporcione una seguridad apropiada y flexibilidad operativa. Entre los materiales ejemplares se incluyen plásticos similares a los utilizados para otras partes del elemento de canal 30 y/o el dispositivo de control 20 y preferentemente son transparentes.
La figura 28c muestra una vista en perspectiva de un ensamblaje de guía de electrodos 280 utilizado para guiar, por ejemplo, el electrodo 5. Específicamente, se une una parte superior 281 al elemento de base 25. Una combinación de orificio pasante/ranura 282a, 282b y 282c, sirve para guiar el electrodo 5 a su través. Específicamente, la parte 283 dirige específicamente la punta 9' del electrodo 5 hacia el líquido 3 y hacia el interior del mismo, que fluye por el elemento de canal 30. La guía 280 mostrada en la figura 28c pueden esta realizada en materiales similares, o exactamente iguales a los materiales utilizados para producir otras partes del elemento de canal 30 y/o elemento de base 25, etc.
La figura 28d muestra un dispositivo de control similar 20 a los mostrados en las figuras 27 y 28, aunque ahora también incluye un elemento de cubierta 290. Dicho elemento de cubierta 290 también puede estar realizado en el mismo tipo de materiales utilizados para producir la parte de base 25. La cubierta 290 también se muestra como presentando 2 orificios pasantes 291 y 292 en la misma. Específicamente, dichos orificios pasantes pueden, por ejemplo, alinearse con partes en exceso de, por ejemplo, los electrodos 5, que pueden conectarse con, por ejemplo, una bobina de electrodo de alambre (no mostrada en dichos dibujos).
La figura 28e muestra la parte de cubierta 290 unida a la parte de base 25 con los electrodos 5a, 5b extendiéndose a través de la parte de cubierta 290 por los orificios 292, 291, respectivamente.
La figura 28f muestra una vista en perspectiva orientada hacia el fondo del dispositivo de control 20 que presenta una cubierta 290 sobre el mismo. Específicamente, el aparato de guía de electrodos 280 se muestra como presentando el electrodo 5 extendiéndose a través del mismo. Más específicamente, dicha figura 28f muestra una disposición en la que un electrodo 1 en primer lugar contacta un fluido 3 que fluye en la dirección "F", tal como se representa mediante la flecha en la figura 28 f.
La figura 28g muestra el mismo aparato que el mostrado en la figura 28f con un dispositivo de control atmosférico añadido al mismo. Específicamente, el dispositivo de control atmosférico se muestra que proporciona una atmósfera controlada para el electrodo 1. Adicionalmente, se proporciona un tubo de entrada de gas 286. Dicho tubo de entrada de gas proporciona un flujo de un gas deseable hacia el interior del dispositivo de control atmosférico 35 de manera que los plasmas 4 creados por el electrodo 1 se crean en una atmósfera controlada.
La figura 28h muestra el ensamblaje de la figura 28g localizado dentro de un elemento de canal 30 y un medio de soporte 341.
La figura 28i es similar a la figura 28f excepto ahora un electrodo 5 es el primer electrodo que contacta el líquido 3 que fluye en la dirección de la flecha "F" dentro del elemento de canal 30.
La figura 28j corresponde a la figura 28g, excepto en que el electrodo 5 en primer lugar contacta con el líquido fluyente 3 en el elemento de canal 30.
La figura 28k muestra una vista en perspectiva más detallada de la cara inferior del aparato mostrada en las demás figuras 28 en la presente memoria.
La figura 28l muestra un dispositivo de control 20 similar al mostrado en las figuras 28f y 28i, excepto en que se proporcionan dos electrodos 1.
La figura 29 muestra otra realización preferente, en la que se combina un material refractario 29 con un disipador de calor 28 de manera que el calor generado durante los procedimientos puestos en práctica según las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria genera suficiente cantidad de calor para requerir un programa de control térmico. A este respecto, el componente 29 está realizado en, por ejemplo, un componente refractario adecuado, que incluye, por ejemplo, óxido de aluminio o similar. El componente refractario 29 presenta un orificio pasante transversal 291 en el mismo que proporciona conexiones eléctricas con el electrodo o electrodos 1 y/o 5. Además, se encuentra presente un orificio pasante longitudinal 292 a lo largo de la longitud del componente refractario 29, de manera que los ensamblajes de electrodos 1/5 pueden extenderse a través del mismo. El disipador de calor 28 comunica térmicamente con el elemento refractario 29 de manera que cualquier calor generado por el ensamblaje de electrodos 1 y/o 5 se pasa al elemento refractario 29, al disipador de calor 28 y de salida por las aletas 282, así como la parte de base 281 del disipador de calor 28. El número exacto, tamaño, forma y localización de las aletas 282 y parte de base 281 son una función de, por ejemplo, la cantidad de calor que se requiere disipar. Además, en el caso de que se genere una cantidad suficiente de calor, puede causarse que un medio de refrigeración, tal como un ventilador, sople a través de las aletas 282. El disipador de calor está preferentemente realizado en un metal térmicamente conductor, tal como cobre, aluminio, etc.
La figura 30 muestra una vista en perspectiva del disipador de calor de la figura 29, como añadido al dispositivo mostrado en la figura 27. A este respecto, en lugar de que el electrodo 5a contacte directamente la parte de base 25, se proporciona el elemento refractario 29 como amortiguador entre los electrodos 1/5 y el elemento de base 25. Un ensamblaje de ventiladores, no mostrado en los dibujos, puede unirse a una carcasa circundante que permite que el aire de refrigeración sople a través de las aletas de refrigeración 282. El ensamblaje de aletas podría comprender un ventilador similar a un ventilador de refrigeración de un ordenador, o similar. Un ensamblaje de ventiladores preferente comprende, por ejemplo, un ventilador con rodamiento de bolas Dyantron DF124020BA DC Brushless, de 9000 RPM, que mide aproximadamente 40 mm x 40 mm x 20 mm, que funciona bien. Específicamente, dicho ventilador presenta un flujo de aire de aproximadamente 10 pies cúbicos por minuto.
La figura 31 muestra una vista en perspectiva de la parte inferior del dispositivo de control 20 mostrado en la figura 30a. En dicha figura 31, se muestra uno o más electrodos 1a como extendiéndose a través de una primera parte refractaria 29a y se muestra uno o más electrodos 5a como extendiéndose a través de una segunda parte refractaria 29b. De acuerdo con lo anterior, cada uno de los ensamblajes de electrodos expresamente dados a conocer en la presente memoria, así como los que se indican en la presente memoria, pueden utilizarse en combinación con las realizaciones preferentes del dispositivo de control mostradas en las figuras 27 a 31. Con el fin de accionar los dispositivos de control 20, se requiere que se produzcan dos procedimientos generales. Un primer procedimiento implica activar eléctricamente el electrodo o electrodos 1 y/o 5 (p.ej., aplicar energía en los mismos desde una fuente de alimentación preferente 10), y el segundo procedimiento general implica determina cuánta energía se aplica en el electrodo o electrodos y el ajuste apropiado de los electrodos 1/5 en respuesta a dichas determinaciones (p.ej., ajustando manual y/o automáticamente la altura de los electrodos 175). En el caso de que se utilice un dispositivo de control 20, se comunican instrucciones adecuadas al motor paso a paso 21 mediante los puertos RS-23222a y 22b. Se comentan posteriormente en la presente memoria importantes realizaciones de los componentes del dispositivo de control 20, así como el procedimiento de activación de los electrodos.
FUENTES DE ENERGÍA
Resulta adecuada una diversidad de fuentes de alimentación para la utilización con la presente exposición. Pueden utilizarse fuentes de alimentación tales como fuentes AC, fuentes DC, fuentes de AC rectificada de diversas polaridades, etc. Sin embargo, en las realizaciones preferentes dadas a conocer en la presente memoria, se utiliza directamente una fuente de alimentación de AC, o una fuente de alimentación de AC ha sido rectificada para crear una fuente de DC específica de polaridad variable.
La figura 32a muestra una fuente de alimentación AC 62 conectada a un transformador 60. Además, se proporciona un condensador 61 de manera que, por ejemplo, los factores de pérdida en el circuito puedan ajustarse. La salida del transformador 60 se conecta con el electrodo o electrodos 1/5 mediante el dispositivo de control 20. Un transformador preferente es uno que utilice corriente alterna que fluye en una primera bobina 601, estableciendo un flujo magnético alternante en un núcleo 602 que conduce fácilmente el flujo.
Al situar una segunda bobina 603 en proximidad a la bobina primaria 601 y el núcleo 602, dicho flujo enlazará la segunda bobina 603 con la bobina primaria 601. Dicho enlace de la bobina secundaria 603 induce un voltaje a través de los terminales secundarios. La magnitud del voltaje de los terminales secundarios está directamente relacionada con la proporción de giros de la bobina secundaria a giros de la bobina primaria. Más giros en la bobina secundaria 603 que en la bobina primaria 601 resultan en un incremento del voltaje, mientras que menos giros resultan en una caída del voltaje.
El transformador o transformadores preferentes 60 para la utilización en diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria presentan deliberadamente una mala regulación del voltaje de salida, permitida por la utilización de derivadores magnéticos en el transformador 60. Dichos transformadores 60 se conocen como transformadores de letrero de neón. Dicha configuración limita el flujo de corriente hacia el electrodo o electrodos 1/5. Con un gran cambio en el voltaje de carga de salida, el transformador 60 mantiene la corriente de carga de salida dentro de un intervalo relativamente estrecho.
El transformador 60 está diseñado para su voltaje de circuito abierto secundario y corriente de cortocircuito secundario. El voltaje de circuito abierto (VCA) aparece en los terminales de salida del transformador 60 únicamente en el caso de que no haya conexión eléctrica. De manera similar, sólo se atrae corriente de cortocircuito procedente de los terminales de salida si se crea un acceso directo entre esos terminales (en cuyo caso, el voltaje de salida será igual a cero). Sin embargo, al conectar una carga a través de esos mismos terminales, el voltaje de salida del transformador 60 debería caer hasta un valor entre cero y el VCA nominal. De hecho, si el transformador 60 se carga correctamente, ese voltaje será aproximadamente igual a la mitad del VCA nominal.
El transformador 60 es conocido como un diseño referenciado a punto medio equilibrado (p.ej., también conocido anteriormente como punto medio equilibrado a tierra). Lo anterior se encuentra más comúnmente en transformadores adaptados a voltajes intermedios a altos y la mayoría de transformadores de 60 mA. Este es el único tipo de transformador aceptable en un sistema " con cableado de retorno de punto medio". El transformador "equilibrado" 60 presenta una bobina primaria 601 con dos bobinas secundarias 603, una en cada lado de la bobina primaria 601 (tal como se muestra de manera general en la vista esquemática de la figura 33a). Dicho transformador 60 puede funcionar en muchos modos como dos transformadores. Al igual que el núcleo y bobina referencia a punto medio no equilibrado, un extremo de cada bobina secundaria 603 se encuentra unido al núcleo 602 y después a la caja del transformador, y el otro extremo de cada bobina secundaria 603 se encuentra unido a un conector o terminal de salida. De esta manera, en ausencia de conector, un transformador de 15.000 voltios no cargado de este tipo medirá aproximadamente 7.500 voltios de cada terminal secundario a la caja del transformado, aunque medirá aproximadamente 15.000 voltios entre los dos terminales de salida.
En los circuitos de corriente alterna (AC) que poseen un factor de potencia de la línea de 1 (o 100%), el voltaje y la corriente parten, cada uno, de cero, se elevan hasta un máximo, caen a cero, pasan a un pico negativo y vuelven a cero. Esto completa un ciclo de una onda sinusoidal típica. Lo anterior ocurre 60 veces cada segundo en una solicitud US típica. De esta manera, dicho voltaje o corriente presenta una potencia de "frecuencia" característica de 60 ciclos por segundo (o 60 Hercios). El factor de potencia se refiere a la posición de la forma de onda del voltaje respecto a la forma de onda de corriente. Cuando ambas formas de onda pasan por cero juntas y sus picos coinciden, están en fase y el factor de potencia es 1 o 100%. La figura 33b muestra dos formas de onda "V" (voltaje) y "C" (corriente) que están en fase una con otra y presenta un factor de potencia de 1 o 100%, mientras que la figura 33c muestra dos formas de onda "V" (voltaje) y "C" (corriente) que están fuera de fase entre sí y presentan un factor de potencia de aproximadamente 60%; ambas formas de onda no pasan por cero simultáneamente, etc. Las formas de onda están fuera de fase y su factor de potencia es inferior a 100%.
El factor de potencia normal de la mayoría de dichos transformadores 60 se debe en gran medida al efecto de los derivadores magnéticos 604 y la bobina secundaria 603, que eficazmente añade un inductor a la salida del circuito del transformador 60, limitando la corriente a los electrodos 1/5. El factor de potencia puede incrementarse a un factor de potencia más alto mediante la utilización de uno o más condensadores 61 situados a través de la bobina primaria 601 del transformador 60, lo que lleva las ondas de voltaje de entrada y de corriente a estar más en fase.
El voltaje no cargado de cualquier transformador 60 que deba utilizarse resulta importante, así como la estructura interna del mismo. Entre los transformadores no cargados deseables se incluyen los que presentan aproximadamente 9.000 voltios, 10.000 voltios, 12.000 voltios y 15.000 voltios. Sin embargo, dichas mediciones particulares de transformador no cargado no deben considerarse como limitativas del alcance de las fuentes de energía aceptables como realizaciones adicionales. Un transformador deseable específico para la utilización con diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria es fabricado por Franceformer, n° de catálogo 9060-P-E, que funciona a: principalmente 120 voltios, 60 Hz, y 9.000 voltios secundarios, 60 mA.
Las figuras 32b y 32c muestran otra realización, en la que la salida del transformador 60 que es la entrada en los ensamblajes de electrodos 1/5 se ha rectificado mediante un ensamblaje de diodos 63 o 63'. El resultado, en general, es que la onda AC se convierte en sustancialmente similar a una onda DC. En otras palabras, una salida de DC de línea prácticamente plana (de hecho, en ocasiones puede obtener un ligero pulso de 120 Hz). Dicho ensamblaje particular resulta en dos realizaciones preferentes adicionales de la exposición en la presente memoria (p.ej., respecto a la orientación de los electrodos). A este respecto, se genera un terminal o salida sustancialmente positivo y un terminal o salida sustancialmente negativo a partir del ensamblaje de diodos 63. Se consigue una polaridad contraria con el ensamblaje de diodos 63'. Dichas salidas positivas y negativas pueden introducirse en el electrodo o electrodos 1 y/o 5. De acuerdo con lo anterior, un electrodo 1 puede ser sustancialmente negativo o sustancialmente positivo, y/o un electrodo 5 puede ser sustancialmente negativo y/o sustancialmente positivo. Además, al utilizar el ensamblaje de la figura 32b, se ha encontrado que los ensamblajes mostrados en las figuras 29, 30 y 31 resultan deseables. A este respecto, el diagrama del cableado mostrado en la figura 32b puede generar más calor (emisión térmica) que la mostrada en, por ejemplo, la figura 32a bajo un conjunto dado de condiciones operativas (p.ej., de energía). Además, una o más fuentes de energía AC rectificada pueden resultar particularmente útiles en combinación con los ensamblajes de membrana mostrados en, por ejemplo, las figuras 21 a 26.
La figura 34a muestra 8 ensamblajes separados de transformadores 60a a 60h, cada uno de los cuales está conectado a un dispositivo de control correspondiente 20 a 20 h, respectivamente. Dicho conjunto de transformadores 60 y dispositivos de control 20 se utiliza en una realización preferente comentada en la sección de Ejemplos posteriormente en la presente memoria.
La figura 34b muestra 8 transformadores separados 60a' a 60h', cada uno de los cuales corresponde al diagrama de transformador rectificado mostrado en la figura 32b. Dicho ensamblaje de transformadores también se comunica con un conjunto de dispositivos de control 20a 20 h y puede utilizarse como una realización preferente de la exposición en la presente memoria.
La figura 34c muestra 8 transformadores separados 60a'' a 60h'', cada uno de los cuales corresponde al diagrama de transformador rectificado mostrado en la figura 32c. Dicho ensamblaje de transformadores también se comunica con un conjunto de dispositivos de control 20a 20 h y puede utilizarse como una realización preferente de la exposición en la presente memoria.
De acuerdo con lo anterior, cada ensamblaje de transformadores 60a a 60h (y/o 60a' a 60h' y/o 60a'' a 60h'') puede ser del mismo transformador, o puede ser de una combinación de diferentes transformadores (así como de diferentes polaridades). La elección de transformador, factor de potencia, condensador o condensadores 61, polaridad, diseños de electrodo, localización de los electrodos, composición de los electrodos, forma o formas de la sección transversal del elemento de canal 30, composición de electrodos local o global, atmósfera o atmósferas, velocidad o velocidades de flujo de líquido 3 locales o globales, componentes locales del líquido 3, volumen del líquido 3 sometido localmente a diversos campos en el elemento de canal 30, conjuntos vecinos (p.ej., tanto corriente arriba como corriente abajo) de electrodos, concentraciones de campo locales, utilización y/o posición y/o composición de cualquier membrana 50 ,etc., son todos factores que influyen sobre las condiciones de procesamiento, así como la composición y/o volumen de constituyentes producidos en el líquido 3, nanopartículas y nanopartículas/soluciones realizadas según diversas realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. De acuerdo con lo anterior, puede ponerse en práctica una multitud de realizaciones según la exposición detallada presentada en la presente memoria.
CONTROL DE LA ALTURA DE LOS ELECTRODOS/DISPOSITIVO DE CONTROL AUTOMÁTICO
Una realización preferente de la exposición utiliza los dispositivos de control automático 20 mostrados en diversas figuras en la presente memoria. Los motores paso a paso 21a y 21b mostrados en, por ejemplo, las figuras 27 a 31 se controlan mediante un circuito eléctrico mostrado en diagrama en cada una de las figuras 35, 36a, 36b y 36c. En particular, el circuito eléctrico de la figura 35 es un circuito de monitorización del voltaje. Específicamente, la salida de voltaje de cada una de las patas de la salida de la bobina secundaria 603 en el transformador 60 se monitorizan en los puntos "P-Q" y en los puntos "P'-Q'". Específicamente, la resistencia denominada "Rl" corresponde a la resistencia interna del dispositivo de medición multi-medidor (no mostrado). Los voltajes de salida medidas entre los puntos "P-Q" y "P'-Q'" típicamente, para varias realizaciones preferentes mostradas en los Ejemplos posteriormente en la presente memoria, se encuentran comprendidos entre aproximadamente 200 voltios y aproximadamente 4.500 voltios. Sin embargo, los voltajes más altas y más bajas pueden funcionar con muchas de las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria. En los Ejemplos, posteriormente en la presente memoria, los voltajes diana deseables se han determinado para cada conjunto de electrodos 1 y/o 5 en cada posición a lo largo del elemento de canal 30. Dichos voltajes diana deseables se consigue como voltajes aplicados reales mediante la utilización de, por ejemplo, el control de circuito mostrado en las figuras 36a, 36b y 36c. Dichas figuras 36 se refieren a conjuntos de relés controlados por un ensamblaje de circuito Velleman K8056 (que presenta un microchip PIC16F630-I/P). En particular, se detecta un voltaje a través de las localizaciones "P-Q" o "P'-Q'" y dicho voltaje se compara con un voltaje de referencia predeterminado (realmente comparado con un intervalo de voltaje diana). En el caso de que el voltaje medido a través de, por ejemplo, los puntos "P-Q" se aproxime a un extremo elevado de un intervalo diana de voltaje predeterminado, entonces por ejemplo el ensamblaje de circuito Velleman K8056 causa que un servomotor 21 (con referencia específica a la figura 28a) gire en una dirección dextrógira de manera que baja el electrodo 5a hacia el fluido 3 y/o hacia el interior del mismo. En contraste, en el caso de que el voltaje medido a través de los puntos "P-Q" o "P'-Q'" se aproxime a un extremo inferior de un voltaje diana, por ejemplo nuevamente en referencia a la figura 28a, el servomotor 21a causará que la rueda motriz 23a gire levógiramente, elevando de esta manera el electrodo 5a respecto al fluido 3.
Cada conjunto de electrodos en cada realización presenta un intervalo de voltaje diana establecido. El tamaño o magnitud del intervalo aceptable varía en una cantidad de entre aproximadamente 1% y aproximadamente 10%-15% del voltaje diana. Algunas realizaciones de la presente exposición son más sensibles a los cambios de voltaje y dichas realizaciones deben presentar, típicamente, intervalos de voltaje aceptable más pequeños, mientras que otras realizaciones son menos sensibles al voltaje y deben presentar, típicamente, intervalos aceptables más grandes. De acuerdo con lo anterior, mediante la utilización del diagrama de circuito mostrado en la figura 35, la salida de voltaje real de la bobina secundaria 603 del transformador 60 se miden en "Rl" (a través de los terminales "P-Q" y "P'-Q'") y después se comparan con los intervalos de voltaje predeterminados. El servomotor 21 responde haciendo girar una cantidad predeterminada en una dirección dextrógira o en dirección levógira, según se requiera. Además, en referencia específica a las figuras 36, debe indicarse que se produce un procedimiento de interrogación secuencialmente mediante la determinación del voltaje de cada electrodo, ajustando la altura (en caso necesario) y procediendo a continuación al siguiente electrodo. En otras palabras, cada transformador 60 se conecta eléctricamente de la manera mostrada en la figura 35. Cada transformador 60 y puntos de medición asociados "P-Q" y "P'-Q'" se conectan con un relé individual. Por ejemplo, los puntos "P-Q" corresponden al número de relé 501 en la figura 36a y los puntos "P'-Q'" corresponden al relé 502 en la figura 36a. De acuerdo con lo anterior, se requieren dos relés para cada transformador 60. Cada relé, 501,502, etc., interroga secuencialmente un primer voltaje de salida de una primera pata de una bobina secundaria 603 y después un segundo voltaje de salida de una segunda pata de la bobina secundaria 603, y dicha interrogación continúa a un primer voltaje de salida de un segundo transformador 60b en una primera pata de su bobina secundaria 603 y después a una segunda pata de la bobina secundaria 603, y de esta manera sucesivamente.
El ordenador o control lógico para las técnicas de interrogación de ajuste de voltaje comentadas se consiguen mediante cualquier programa o controlador convencional, incluyendo, por ejemplo, en una realización preferente, etapas de programación de Visual Basic estándar utilizadas en un PC. Entre dichas etapas de programación se incluyen interrogar, leer, comparar y enviar un símbolo de accionamiento apropiado para incrementar o reducir el voltaje (p.ej., elevar o bajar un electrodo respecto a la superficie 2 del líquido 3). Dichas técnicas deben ser entendidas por el experto ordinario en la materia.
EJEMPLOS 1 a 12
Los ejemplos a continuación se proporcionan con el fin de ilustrar diversas realizaciones de la invención, aunque no deberían interpretarse como limitativas del alcance de la exposición.
En general, cada uno de los 12 Ejemplos utiliza determinadas realizaciones asociadas a los aparatos generalmente mostrados en las figuras 16b y 16c. Resultarán evidentes en cada ejemplo diferencias específicas de procesamiento y aparato. El elemento de canal 30 estaba realizado en plexiglás, que presentaba un grosor de aproximadamente 3 mm a 4 mm (aproximadamente 1/8''). La estructura de soporte 34 también se realizó en plexiglás de grosor aproximado de 1/4'' (grosor aproximado de 6 a 7 mm). La forma de la sección transversal del elemento de canal 30 corresponde a la forma mostrada en la figura 10b (es decir, una "V" truncada). La parte de base "R" de la "V" truncada medía aproximadamente 0,5'' (aproximadamente 1 cm) y cada parte lateral "S", "S'" medía aproximadamente 1,5'' (aproximadamente 3,75 cm). La distancia "M" que separa las partes laterales "S", "S'" del elemento de canal en forma de V 30 era de aproximadamente 2 %"-25/16" (aproximadamente 5,9 cm) (medido de interior a interior). El grosor de cada parte también medía aproximadamente 1/8'' (aproximadamente 3 mm). La longitud longitudinal "Lt" (ver la figura 11a) del elemento de canal en forma de V 30 medía aproximadamente 6 pies (aproximadamente 2 metros) de longitud entre el punto 31 y el punto 32. La diferencia de altura vertical entre el extremo 31 del elemento de canal 30 y el extremo 32 era de aproximadamente 1/4-1/2" (aproximadamente 6 a 12,7 mm) en sus 6 pies de longitud (aproximadamente 2 metros) (es decir, menos de 1 °).
Se utilizó agua purificada (comentada posteriormente en la presente memoria) como el líquido 3 en todos los Ejemplos 1 a 12. La profundidad "d" (ver la figura 10b) del agua 3 en el elemento de canal en forma de V 30 era de entre aproximadamente 7/16" y aproximadamente ^ " (entre aproximadamente 11 mm y aproximadamente 13 mm) en diversos puntos a lo largo del elemento de canal 30. La profundidad "d" se controló parcialmente mediante la utilización del dique 80 (mostrado en las figuras 15a y 15b). Específicamente, se proporcionó el dique 80 en proximidad al extremo 32 y asistió en la creación de la profundidad "d" (mostrado en la figura 10b), de aproximadamente 7/6"-1/2" (aproximadamente 11 a 13 mm). La altura "j" del dique 80 medía aproximadamente %" (aproximadamente 6 mm) y la longitud longitudinal "k" medía aproximadamente 1^ " (aproximadamente 13 mm). La anchura (no mostrada) cruza por completo la dimensión inferior "R" del elemento de canal 30. De acuerdo con lo anterior, el volumen total de agua 3 en el elemento de canal en forma de V 30 durante el funcionamiento del mismo era de aproximadamente 26 pulgadas3 (aproximadamente 430 ml).
La velocidad de flujo del agua 3 en el elemento de canal 30 era de aproximadamente 150 a 200 ml/minuto, dependiendo del ejemplo puesto en práctica. Específicamente, por ejemplo las materias primas de nanopartículas/solución a base de plata y a base de cobre realizadas en los Ejemplos 1 a 3 y 5 todos utilizaron un caudal de aproximadamente 200 ml/minuto y una materia prima de nanopartículas/solución a base de cinc realizada en el Ejemplo 4 utilizó un caudal de aproximadamente 150 ml/minuto. Dicho flujo de agua 3 se obtuvo mediante la utilización de una unidad motriz de bomba Masterflex® L/S 40 con potencia nominal de 0,1 caballos de fuerza, 10 a 600 rpm. El número de modelo de la bomba Masterflex® 40 era de 77300-40. La unidad motriz de la bomba presentaba un cabezal de bomba también fabricado por Masterflex® conocido como Easy-Load modelo n° 7518-10. En términos generales, el cabezal de la bomba 40 se conoce como cabezal peristáltico. La bomba 40 y el cabezal estaban controlados por una unidad motriz modular digital Masterflex® LS. El número de modelo de la unidad motriz modular digital era 77300-80. Los ajustes precisos de la unidad motriz modular digital era, por ejemplo, de 150 mililitros por minutos para el Ejemplo 4 y 200 ml/minuto para los demás Ejemplos 1 a 3 y 5. Se introdujeron los tubos Tygon® con un diámetro de 1/4" (es decir, de tamaño 06419-25) en el cabezal peristáltico. Los tubos fueron fabricados por Saint Gobain para Masterflex®. Se introdujo un extremo del tubo en un primer extremo 31 del elemento de canal 30 mediante un medio de difusión del flujo localizado en el mismo. El medio de difusión del flujo tendía a minimizar las perturbaciones y las burbujas en el agua 3 introducidas en el elemento de canal 30, así como cualquier condición de pulsado generada por la bomba peristáltica 40. A este respecto, un pequeño depósito sirvió de medio de difusión y se proporcionó en un punto verticalmente sobre el extremo 31 del elemento de canal 30, de manera que al rebosar el depósito, se producía un flujo relativamente constante de agua 3 hacia el interior del extremo 31 del elemento de canal en forma de V 30.
Adicionalmente, las partes de plástico del dispositivo de control 20 también se realizaron en plexiglás con un grosor de aproximadamente 1/8" (aproximadamente 3 mm). En referencia a la figura 27, los dispositivos de control 20 presentaban una dimensión "w" que medía aproximadamente 4'' (aproximadamente 10 cm) y una dimensión "L" que medía aproximadamente 7,5'' (aproximadamente 19 cm). El grosor de la parte de base 25 era de aproximadamente %" (aproximadamente 0,5 cm). La totalidad de los demás componentes mostrados en la figura 27 se dibujan prácticamente a escala. Todos los componentes individuales unidos a las superficies 25' y 25'' también se realizaron en plexiglás, que se recortó en el tamaño deseado y se encoló en su posición.
Con respecto a las figuras 16b y 16c, se unieron 8 conjuntos separados de electrodos (conjunto 1, conjunto 2, conjunto 3 a conjunto 8 ) a 8 dispositivos de control separados 20. Cada una de las Tablas 3 a 7 se refiere a cada uno de los 8 conjuntos de electrodos mediante "Conjunto n°". Además, dentro de cualquier Conjunto n°, se utilizaron los electrodos 1 y 5 similares a los conjuntos de electrodos mostrados en las figuras 3a y 3c. Cada electrodo de los 8 conjuntos de electrodos se fijó para funcionar dentro de un intervalo específico de voltaje diana. Se listan los voltajes diana reales en cada una de las Tablas 3 a 7. La distancia "c-c" (en referencia a la figura 14) entre la línea central de cada conjunto de electrodos y el conjunto de electrodos contiguo también se representa. Además, también se informa la distancia "x" asociada a cualquier electrodo o electrodos 1 utilizados. Para cualquier electrodo 5, no se informa de ninguna distancia "x". Otras distancias relevantes se informan en, por ejemplo, cada una de las Tablas 3 a 7.
El tamaño y forma de cada electrodo 1 utilizado era aproximadamente igual. La forma de cada electrodo 1 era la de un triángulo rectángulo con dimensiones de aproximadamente 14 mm x 23 mm x 27 mm. El grosor de cada electrodo 1 era de aproximadamente 1 mm. Cada electrodo 1 de forma triangular también presentaba un orificio pasante en una parte de base del mismo, que permitía que el punto formado por los lados de 23 mm y 27 mm apuntase hacia la superficie 2 del agua 3. El material que comprendía cada electrodo 1 presentaba una pureza de 99,95% (es decir, 3N5), a menos que se indique lo contrario en la presente memoria. Al utilizar plata para cada electrodo 1, el peso de cada electrodo era de aproximadamente 2 gramos. Al utilizar cinc para cada electrodo 1, el peso de cada electrodo era de aproximadamente 1,1 gramos. Al utilizar cobre para cada electrodo 1, el peso de cada electrodo era de aproximadamente 1,5 gramos.
Los alambres utilizados para unir el electrodo de forma triangular 1 al transformador 60 eran, para los Ejemplos 1 a 4, alambre de 99,95% (3N5) plata, con un diámetro de aproximadamente 1,016 mm. El alambre utilizado para unir el electrodo de forma triangular 1 en el Ejemplo 5 era alambre de cobre de 99,95% de pureza (3N5), que también presentaba un diámetro de aproximadamente 1,016 mm. De acuerdo con lo anterior, se introdujo un pequeño bucle de alambre por el orificio en cada electrodo 1 para conectarlo eléctricamente al mismo.
Los alambres utilizados para cada electrodo 5 eran de 99,95% de pureza (3N5), presentando cada uno un diámetro de aproximadamente 1,016 mm. La composición de los electrodos 5 en los Ejemplos 1 a 3 era de plata; en el Ejemplo 4, era de cinc, y en el Ejemplo 5, era de cobre. Todos los materiales para los electrodos 1/5 se obtuvieron de ESPI, dirección: 1050 Benson Way, Ashland, Oregon 97520.
El agua 3 utilizada en los Ejemplos 1 a 12 como entrada en el elemento de canal 30 se produjo mediante un procedimiento de ósmosis inversa y un procedimiento de desionización. En esencia, la ósmosis inversa (OI) es un procedimiento de separación con membrana impulsado por presión que separa especies que están disueltas y/o sustancias suspendidas respecto del agua base. Se denomina ósmosis "inversa" debido a que la presión se aplica en dirección inversa al flujo natural de la ósmosis (que busca el equilibrio de la concentración de materiales en ambas caras de la membrana). La presión aplicada fuerza que el agua atraviese la membrana, dejando los contaminantes en una cara de la membrana y el agua purificada, en la otra. La membrana de ósmosis inversa utiliza varias capas o láminas delgadas de película que están unidas entre sí y enrolladas en una configuración espiral en torno a un tubo de plástico. (esto también se conoce como composite de película delgada o membrana TFC). Además de la eliminación de las especies disueltas, la membrana de OI también separa los materiales en suspensión, incluyendo los microorganismos, que pueden encontrarse presentes en el agua. Tras el procesamiento de OI, se utilizó un filtro de desionización de lecho mixto. Los sólidos disueltos totales ("SDT") tras ambos tratamientos eran de aproximadamente 0,2 ppm, medidos con un medidor de pH/conductividad Accumet® AR20.
Ejemplo 1
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de plata AT059 y AT038
El presente Ejemplo utiliza electrodos 1 y 5 de plata pura al 99,95%. La Tabla 3 resume partes del diseño, localización y voltajes operativos de los electrodos. Tal como puede observarse en la Tabla 3, se fijaron los voltajes diana en un mínimo de aproximadamente 550 voltios y un máximo de aproximadamente 2.100 voltios.
Además, los gráficos de columnas de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada uno de los 8 conjuntos de electrodos, conjunto n° 1 a conjunto n° 8, se muestran en la figura 37a. Todavía adicionalmente, los voltajes registrados reales, así como una función de la hora del día, se muestran en cada una de las figuras 37b a 37i. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en la Tabla 3, así como las figuras 37a a 37i, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante todo el procedimiento de fabricación.
Tabla 3
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Tabla 3 (continuación)
Figure imgf000044_0001
Ejemplo 2
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de plata AT060 y AT036
La Tabla 4 contiene información similar a los datos mostrados en la Tabla 3 relativa al diseño de los conjuntos de electrodos, voltajes, distancias, etc. Resulta evidente a partir de la Tabla 4 que las configuraciones de electrodos conjunto n° 1 y conjunto n° 2 eran iguales a las de los conjuntos n° 1 a n° 8 en la Tabla 3 y en el Ejemplo 1. Además, los conjuntos de electrodos n° 3 a n° 8 están todos configurados de la misma manera y corresponden a una configuración de los electrodos diferente del conjunto n° 1 y del conjunto n° 2 en la presente memoria, en donde la configuración de los electrodos corresponde a la configuración mostrada en la figura 8c.
Tabla 4
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Tabla 4 (continuación)
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La figura 38a muestra un gráfico de columnas de los voltajes medios diana y reales para cada electrodo en cada uno de los 8 conjuntos de electrodos (es decir, los conjuntos n° 1 a conjunto n° 8).
Las figuras 38b a 38i muestran los voltajes reales aplicados en los electrodos de cada uno de los 8 conjuntos de electrodos.
El producto producido según el Ejemplo 2 se denomina en la presente memoria "AT060".
Ejemplo 3
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de plata AT031
La Tabla 5 en la presente memoria explica el diseño de los electrodos y los voltajes diana para cada uno de los 16 electrodos en cada uno de los ocho conjuntos de electrodos (es decir, conjunto n° 1 a conjunto n° 8) utilizados para formar el producto formado en el presente ejemplo denominado en la presente memoria "AT031".
Tabla 5
Figure imgf000045_0002
Tabla 5 (continuación)
Figure imgf000046_0001
La figura 39a muestra un gráfico de columnas de los voltajes medios diana y reales para cada electrodo en cada uno de los 16 electrodos en cada uno de los 8 conjuntos de electrodos.
Las figuras 39b a 39i muestran los voltajes reales aplicados en cada uno de los 16 electrodos de cada uno de los 8 conjuntos de electrodos como función del tiempo.
Debe indicarse que el Conjunto de electrodos n° 1 era el mismo en el presente Ejemplo 3 que en cada uno de los Ejemplos 1 y 2 (es decir, una configuración de electrodos de 1/5). Se utilizó otra configuración 1/5 para cada uno de los otros conjuntos de electrodos, es decir el Conjunto n° 2 y los Conjuntos n° 5 a n° 8 se configuraron todos de acuerdo con una configuración 5/5.
Ejemplo 4
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de cinc BT006 y BT004
El material denominado en la presente memoria "BT006" se fabricó de acuerdo con la exposición del Ejemplo 4. De manera similar a los Ejemplos 1 a 3, la Tabla 6 en la presente memoria da a conocer las combinaciones exactas de electrodos en cada uno de los 8 conjuntos de electrodos (es decir, Conjunto n° 1 a Conjunto n° 8). De manera similar, el voltaje diana y el voltaje real, las distancias, etc. también se informan. Debe indicarse que el ensamblaje del conjunto de electrodos del Ejemplo 4 era similar al ensamblaje del conjunto de electrodos utilizado en el Ejemplo 1, excepto en que se utilizó cinc puro al 99,95% únicamente para los electrodos 5. La parte de forma triangular de los electrodos 1 también comprendía cinc de la misma pureza; sin embargo, las conexiones eléctricas a los electrodos de forma triangular eran todas de alambre de plata de 99,95% de pureza, comentados anteriormente en la presente memoria. Además, el caudal de la reacción 3 era inferior en el presente ejemplo que en la totalidad de los demás ejemplos.
Tabla 6
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Tabla 6 (continuación)
Figure imgf000047_0001
La figura 40a muestra un gráfico de columnas de los voltajes medios diana y reales aplicados, utilizados para cada electrodo en cada uno de los 16 electrodos de los 8 conjuntos de electrodos. Además, las figuras 40b a 40i muestran los voltajes reales aplicados en cada uno de los 16 electrodos como función del tiempo.
Ejemplo 5
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de cobre CT006
Se produjo una solución de nanopartículas a base de cobre denominada "CT006" siguiendo los procedimientos dados a conocer en el Ejemplo 5. A este respecto, la Tabla 7 proporciona parámetros operativos pertinentes asociados a cada uno de los 16 electrodos en los 8 conjuntos de electrodos.
Tabla 7
Figure imgf000047_0002
Tabla 7 (continuación)
Figure imgf000048_0001
Además, la figura 41a muestra un gráfico de columnas de cada uno de los voltajes medios reales aplicados en cada uno de los 16 electrodos en cada uno de los 8 conjuntos de electrodos. Debe indicarse que la configuración de electrodos era ligeramente diferente a la configuración de electrodos en cada uno de los Ejemplos 1 a 4. Específicamente, los Conjuntos de electrodos n° 1 y n° 3 eran de la configuración 1/5 y todos los demás Conjuntos eran de la configuración 5/5.
Además, las figuras 41b a 41i muestran los voltajes reales aplicados en cada uno de los 16 electrodos como función del tiempo. Tal como anteriormente, los alambres utilizados para cada uno de los electrodos 1 y 5 comprendía alambres de un diámetro de aproximadamente 0,04'' (1,016 mm) y una pureza de 99,95%.
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES DE LOS EJEMPLOS 1 A 5 Y MEZCLAS DE LOS MISMOS
Cada una de las nanopartículas y nanopartículas/soluciones a base de plata realizados en los Ejemplos 1 a 3 (AT-059/AT-038), (AT060/AT036) y (AT031), respectivamente, así como las nanopartículas y nanopartículas/soluciones de cinc realizadas en el Ejemplo 4 (BT-004), y las nanopartículas y soluciones a base de nanopartículas de cobre realizadas en el Ejemplo 5 (CT-006) se caracterizaron físicamente mediante una diversidad de técnicas. Específicamente, las Tablas 8 y 9 en la presente memoria muestran cada una de las 5 "materias primas" preparadas de acuerdo con los Ejemplos 1 a 5, así como 10 soluciones o mezclas preparadas a partir de las mismas; cada una de las soluciones se denomina "GR1-GR10" o "GR1B-GR10B". La cantidad en volumen de cada de las "materias primas" se informa para cada una de las 10 soluciones fabricadas. Además, se llevó a cabo una espectroscopía de absorción atómica ("EAA") de cada una de las materias primas de los Ejemplos 1 a 5, así como en cada una de las 10 soluciones GR1-GR10 derivadas de las mismas. De esta manera, se determinó la cantidad de constituyentes de plata, constituyentes de cinc y/o constituyentes de cobre en los mismos. Los resultados de espectroscopía de absorción atómica (EAA) se informan según constituyente de base metálica.
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Se obtuvieron los valores de EAA en un sistema de espectrómetro AAnalyst 300 de Perkin Elmer. Las muestras de los Ejemplos 1 a 5 y las soluciones GR1-GR10 se prepararon mediante la adición de una pequeña cantidad de ácido nítrico o ácido clorhídrico (habitualmente 2% del volumen final) y después la dilución hasta un intervalo de concentración característica o intervalo lineal deseable del elemento específico para mejorar la precisión del resultado. El intervalo "deseable" es una estimación de orden de magnitud basada en parámetros de producción establecidos durante el desarrollo del producto. Para el análisis de los metales puros, se digirió una cantidad conocida de material de alimentación en una cantidad conocida de ácido y se diluyó para garantizar que la intensidad de la señal de absorbancia se encontraba dentro de los límites de tolerancia y más específicamente el intervalo más preciso de la configuración del detector, mejor conocido como intervalo lineal.
El procedimiento operativo específico para el sistema AAnalyst 300 de Perkin Elmer es el siguiente:
I) Principio
El sistema AAnalyst 300 de Perkin Elmer consiste en un sistema quemador de alta eficiencia con un nebulizador Universal GemTip y un espectrómetro de absorción atómica. El sistema de quemador proporciona la energía térmica necesaria para disociar los compuestos químicos, proporcionando átomos de analito libres de manera que se produce la absorción atómica. El espectrómetro mide la cantidad de luz absorbida a una longitud de onda específica utilizando una lámpara de cátodo hueco como la fuente primaria de luz, un monocromador y un detector. Una lámpara de arco de deuterio corrige para la absorbancia de fondo causada por especies no atómicas en la nube de átomos.
II) Preparación del instrumento
A) Vaciar el recipiente de residuos hasta la marca. Añadir agua desionizada para drenar los tubos a fin de garantizar la presencia de agua en el ensamblaje de flotación del sistema de drenaje.
B) Garantizar que se encuentra correctamente instalada en la torreta la lámpara de cátodo hueco apropiada para el analito que debe analizarse.
C) Encender AAnalyst 300 y el ordenador.
E) Tras calentar el AAnalyst 300 durante aproximadamente 3 minutos, se enciende el software AAWin Analyst. F) Recuperación del método que debe analizarse.
G) Comprobación de que se introducen las condiciones por defecto correctas.
H) Alineación de la lámpara de cátodo hueco.
1) Comprobar que se ha establecido un pico y nivel energético apropiado para la lámpara específica.
2) Ajustar la potencia y frecuencia de las configuraciones de la lámpara para obtener la energía máxima.
Almacenamiento de los cambios de método en Entrada de parámetro, Opción, Almacenamiento y n°. J) Ajuste de la altura del quemador.
1) Colocar una hoja de papel blanco detrás del quemador para confirmar la localización del haz de luz.
2) Bajar el cabezal del quemador bajo el haz de luz con el botón de ajuste vertical.
3) Pulsar Cont (Continuo) para visualizar el valor de la absorbancia.
4) Pulsar A/Z para el Autocero.
5) Elevar el cabezal del quemador con el botón de ajuste vertical hasta que la pantalla indique una ligera absorbancia (0,002).
Bajar lentamente el cabezal hasta que la lectura vuelva a cero. Bajar el cabezal un cuarto de giro adicional para completar el ajuste.
K) Encender la llama.
1) Encender el interruptor de la campana de humos
2) Abrir la válvula del compresor de aire. Fijar la presión en 50 a 65 psi.
3) Abrir la válvula del cilindro de gas acetileno. Fijar la presión de salida en 12 a 14 psi. Sustituir el cilindro al caer la presión a 85 psi para evitar daños en la válvula y tubos por la presencia de acetona.
4) Pulsar Gases On/Off. Ajustar el flujo de oxidante a 4 unidades.
5) Pulsar Gases On/Off. Ajustar el flujo de gas acetileno a 2 unidades.
6) Pulsar Llama On/Off para encender la llama.
Nota: no mirar directamente a la lámpara o a la llama sin gafas protectoras de la radiación ultravioleta
L) Aspirar el agua desionizada por el cabezal del quemador durante varios minutos.
M) Ajustar la posición del quemador y el nebulizador.
1) Aspirar un estándar con una señal de aproximadamente 0,2 unidades de absorbancia.
2) Obtener la absorbancia de la posición de quemador máxima haciendo girar el botón de ajuste horizontal y rotacional.
3) Aflojar el anillo de bloqueo del nebulizador haciéndolo girar hacia la derecha. Girar lentamente el botón de ajuste del nebulizador para obtener la máxima absorbancia. Fijar el botón con el anillo de bloqueo.
Nota: un elemento, tal como el magnesio, que se encuentra en una longitud de onda en la que los gases no absorben resulta óptima para ajustar el quemador y el nebulizador.
N) Dejar 30 minutos para calentar la llama y la lámpara.
III) Procedimiento de calibración
A) Calibrar con estándares que rodean las concentraciones de la muestra.
B) El software WinAA Analyst creará automáticamente una curva de calibración para las lecturas de muestra. Sin embargo, comprobar que se ha establecido una absorción apropiada con cada estándar de calibración.
C) Introducir los valores de concentración estándar en las Condiciones por defecto a fin de calcular la curva estándar del AAnalyst 300.
1) Introducir la concentración del estándar más bajo para STD1 utilizando los dígitos significativos.
2) Introducir las concentraciones de los demás estándares de la curva de calibración en orden ascendente y la concentración del estándar de pendiente recalculada.
3) Autocero con el blanco antes de cada estándar.
4) Aspirado del Estándar 1, pulsar 0 Calibrar para eliminar la curva anterior. Aspirar los estándares en orden numérico.
Pulsar el número de estándar y calibrar cada estándar.
5) Pulsar Imprimir para imprimir el gráfico y el coeficiente de correlación.
6 ) Pasar nuevamente uno o todos los estándares, en caso necesario. Para pasar el Estándar 3, aspirar el estándar y pulsar 3 Calibrar.
7) Recalcular la pendiente de la curva estándar pulsando Reslope después de aspirar el estándar de pendiente recalculada designado.
D) El coeficiente de correlación debería ser superior o igual a 0,990.
E) Comprobar la curva de calibración para deriva, exactitud y precisión con los estándares y controles cada 20 muestras.
IV) Procedimiento de análisis
A) Autocero con el blanco antes de cada estándar, control y muestra.
B) Aspirar la muestra y pulsar Leer Muestra. El software tomará 3 lecturas de absorbancia y después calculará el promedio de esas lecturas. Esperar a que el software indique 'inactivo'. Pasar nuevamente la muestra en el caso de que la desviación estándar sea superior a 10 % del resultado de la muestra.
V) Apagado del instrumento
A) Aspirar ácido clorhídrico (HCl) al 5% durante 5 minutos y agua desionizada durante 10 minutos para limpiar el cabezal del quemador. Retirar el tubo capilar del agua.
B) Pulsar Llama On/Off para apagar la llama.
C) Cerrar la válvula del compresor de aire.
D) Cerrar la válvula del cilindro de acetileno.
E) Pulsar Sangrar Gases para sangrar el gas acetileno de las líneas. La presión del cilindro debería caer a cero. F) Salir del software, apagar OFF el AAnalyst 300 y apagar el ordenador.
Además, las últimas 4 columnas de la Tabla 8 dan a conocer "PPM de metal (iónico)" y O2 (ppm); NO3 (ppm) y "pH". Cada uno de dichos conjuntos de números se determinó mediante la utilización de una técnica de medición de electrodo selectiva de iones. En particular, se utilizó un analizador de iones NICO. Los tiempos precisos de estabilización y los procedimientos experimentales reales para la recolección de los datos en cada una de dichas tres columnas de la Tabla 8 (y Tabla 9) se proporcionan inmediatamente a continuación.
DEFINICIONES:
Tiempos de estabilización - Tras sumergir los electrodos en una nueva solución, la lectura de mV normalmente cae rápidamente al principio en varios mV y después gradualmente, y crecientemente más lentamente cae hasta una lectura estable a medida que la membrana ISE se equilibra y el potencial de unión de electrodo de referencia y líquido se estabiliza. Dicha equilibración puede requerir 3 o 4 minutos para alcanzar un valor completamente estable. En ocasiones, la lectura empieza a elevarse nuevamente después de un periodo corto de estabilidad y resulta importante para garantizar que el registro se realiza en el punto más bajo, antes de que dicha elevación haya procedido en exceso.
En el presente estudio se encontró que no resulta necesario esperar para obtener una lectura completamente estable, sino que podían obtenerse resultados satisfactorios cogiendo una lectura después de un tiempo prefijado, de manera que cada medición se realizó en el mismo punto de la curva de degradación. Para un rendimiento óptimo se encontró que dicho tiempo de retardo debía ser de por lo menos dos minutos para garantizar que la lectura se encontraba en la parte menos profunda de la curva.
PROCEDIMIENTO:
1. Obtener dos vasos de 150 ml para cada electrodo que vaya a utilizarse (típicamente 4). Un vaso se utilizará para las soluciones mismas y el otro vaso se llenará con H2O DI para ecualizar las membranas de cada electrodo después de someter a ensayo cada solución.
2. Obtener aproximadamente 50 ml de la solución de interés para cada electrodo que se esté utilizando y su vaso respectivo. (habitualmente se utilizan aproximadamente 200 ml para los ensayos de Ag, NO3 y NO2 y pH de la solución).
3. En el caso de que no estén colocados, localizar e insertar cada electrodo selectivo de iones deseado y su electrodo de referencia respectivo en el receptáculo apropiado. Sólo un electrodo y su electrodo de referencia por receptáculo, a menos que ambos electrodos selectivos de iones requieran la utilización del mismo electrodo de referencia. Retirar tapas de cada electrodo y su electrodo de referencia correspondiente y colocarlos en el soporte de electrodos.
4. Encender el ordenador asociado al analizador iónico NICO y el software para hacerlo funcionar.
5. Abrir el software analizador de electrodos iónicos de 8 canales para hacer funcionar el equipo.
6. Cada electrodo selectivo de iones debe calibrarse utilizando los estándares más exactos para los fines de la presente invención. Dicha calibración debe llevarse a cabo cada vez que se enciende el aparato y, para resultados más exactos, debería calibrarse antes de someter a ensayo cada muestra individual. Para cada electrodo selectivo de iones, actualmente 1 ppm, 10 ppm y 100 ppm proporcionan la mejor calibración de las soluciones de la invención y sus lecturas relativas. Localizar el botón "Calibrar' en la interfaz del software y seguir las instrucciones.
7. Cada vaso debe enjuagarse con H2O DI y pasarse un paño libre de pelusas antes de cada uso.
8. Llenar cada vaso de "solución" con aproximadamente 50 ml de la solución de interés y cada vaso "ecualizador', con aproximadamente 100 ml de H2O Di.
9. Colocar cada electrodo en los vasos "ecualizadores" durante aproximadamente 15 segundos para garantizar las membranas se encuentran en el mismo estado e iguales antes de someter a ensayo cada nueva solución.
10. Retirar los electrodos del H2O DI y pasar suavemente un paño libre de pelusas.
11. Introducir los electrodos en la solución de manera que cada electrodo y electrodo de referencia esté sumergido por lo menos 2 cm. Mover suavemente el electrodo y el vaso para asegurar la homogeneidad y que ayuda a eliminar cualesquiera burbujas de aire que pueda haber entre los electrodos y la solución.
12. Dejar los electrodos en reposo durante 2 a 5 minutos, según el tiempo de estabilización para la solución particular.
13. Cuando el operador esté satisfecho con la lectura y se produzca durante el tiempo de estabilización, debe registrarse utilizando el software. Tras pulsar el botón "Grabar', se le pedirá un nombre de archivo para el conjunto específico de datos. Además, grabar dichas lecturas en un libro de laboratorio que puede utilizarse para transferir números a hojas de cálculo externas y similares.
14. Retirar los electrodos de la solución y descartar la solución.
15. Enjuagar cada electrodo con una corriente de H2O DI.
16. Enjuagar cada vaso de 150 ml de H2O DI.
17. Secar ambos electrodos y los vasos con paños libres de pelusas.
18. Devolver cada electrodo a su soporte y volver a poner las tapas en el caso de que no vayan a realizarse ensayos adicionales.
También se incluye la Tabla 9 en la presente memoria, que contiene datos similares a los datos mostrados en la Tabla 8 (y comentados en los Ejemplos 1 a 5) siendo la única excepción, AT-031. Los datos en la Tabla 9 son de procedimientos copiados de los Ejemplos 1 a 5, excepto en que dichos procedimientos se llevaron a cabo en un punto temporal muy posterior (separado por meses). Las materias primas y soluciones asociadas, que se resumen en la Tabla 9, muestran que las materias primas, así como las soluciones de las mismas, son sustancialmente constantes. De acuerdo con lo anterior, el procedimiento es muy fiable y reproducible.
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MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO/EDS
Se llevó a cabo microscopio de barrido electrónico en cada uno de los nuevos materiales y soluciones GR1-GR10 preparadas según los Ejemplos 1 a 5.
Las figuras 42a a 42e muestran los resultados de EDS para un microscopio electrónico de barrido correspondientes a cada una de las 5 materias primas preparadas en los Ejemplos 1 a 5, respectivamente.
Las figuras 42f a 42o muestran el análisis de EDS para cada una de las 10 soluciones mostradas en las Tablas 8 y 9. Se obtuvieron los espectros de XEDS utilizando un sistema de detector de silicio dopado con litio EDAX acoplado a un procesador digital de IXRF Systems, que se conectó a un SEM AMRAY 1820 con una pistola de electrones LaB6. Se llevó a cabo la interpretación de todos los espectros generados utilizando el software de recolección y procesamiento de datos IXRD EDS2008, versión 1.0, Rev E.
La configuración del hardware y software de la instrumentación implica posicionar las muestras líquidas de cada ID de tanda en una pletina de muestras dentro del SEM de manera que permita que la zona de interés se encuentre bajo el haz de electrones con el fin de obtener imágenes, permitiendo simultáneamente que las energías emitidas dispongan de un camino óptimo hasta el detector XEDS. Típicamente, la muestra se posiciona aproximadamente 18 mm bajo la apertura de la lente final y se inclina nominalmente 18° hacia el detector XEDS. Todo el trabajo se realiza dentro de una cámara de vacío, mantenida a aproximadamente 10 -6 torr.
La apertura de la lente final se ajusta a 200 a 300 pm de diámetro y el tamaño del punto del haz se ajusta para conseguir una tasa de recuento de fotones de rayos X adecuada para el procesador de "pulso" digital. Los periodos de recolección de datos eran de entre 200 y 300 segundos, con "tiempos muertos" inferiores a 15%.
Una alícuota de solución de muestra líquida se aplicó sobre un portaobjetos de vidrio pulverizado con AuPd, seguido de una etapa de deshidratación que incluía la liofilización de la solución o el secado de la misma bajo un flujo de gas nitrógeno seco, rindiendo partículas de la suspensión. Debido a la naturaleza de las partículas, no se requiere un segundo recubrimiento ni para la obtención de imágenes ni para el análisis de XEDS.
Las figuras 43a(i-iv)-43e(i-iv) dan a conocer fotomicrografías a 4 ampliaciones diferentes cada una, correspondientes a la liofilización de cada uno de los materiales producidos en los Ejemplos 1 a 5, así como la liofilización de cada una de las soluciones GR1-GR10 registradas en las Tablas 8 y 9. Específicamente, las figuras 43f(i-iv)-43o(i-iv) corresponden a las soluciones GR1-GR10, respectivamente. Todas las fotomicrografías se generaron con un SEM AMRAY 1820 con una pistola de electrones LaB6. El tamaño de la lente de ampliación se muestra en cada fotomicrografía.
MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN
La microscopía electrónica de transmisión se llevó a cabo con las materias primas correspondientes a los componentes utilizados para fabricar GR5 y GR8 , así como las soluciones GR5 y GR8. Específicamente, se llevó a cabo una tanda adicional correspondiente a los parámetros de producción asociados a la fabricación de AT031 (es decir, el constituyente plata en GR5); se llevó a cabo una tanda adicional correspondiente a los parámetros de producción asociados a la fabricación de AT060 (es decir, el constituyente plata en GR8 ), y se llevó a cabo una tanda adicional correspondiente a los parámetros de producción asociados a la fabricación de BT006 (es decir, el constituyente cinc utilizado tanto en GR5 como en GR8 ). A continuación, se mezclaron los componentes de una manera similar a la comentada anteriormente en la presente memoria en soluciones equivalentes a GR5 y GR8 anteriormente fabricados.
Las figuras 43p(i)-43p(iii) dan a conocer tres fotomicrografías de TEM de diferente ampliación de un constituyente plata realizado correspondiente a los parámetros de producción utilizados para fabricar AT031.
Las figuras 43q(i)-43q(vi) dan a conocer seis fotomicrografías de TEM diferentes obtenidas a tres ampliaciones diferentes de un constituyente plata realizado correspondiente a los parámetros de producción utilizados para fabricar AT060.
Las figuras 43r(i)-43r(iii) dan a conocer dos fotomicrografías de TEM de dos ampliaciones diferentes de un constituyente cinc realizado según los parámetros de producción utilizados para fabricar BT006.
Las figuras 43s(i)-43s(v) dan a conocer cinco fotomicrografías de TEM diferentes obtenidas a tres ampliaciones diferentes de una solución GR5.
Las figuras 43t(i)-43t(x) dan a conocer diez fotomicrografías de TEM diferentes obtenidas a tres ampliaciones diferentes de una solución GR8.
Se prepararon las muestras de cada una de las fotomicrografías de TEM a temperatura ambiente. Específicamente, se aplicaron 4 microlitros de cada muestra líquida en una película de carbono holey que se localizó sobre el papel de filtro (utilizado para evacuar el exceso de líquido). Se movió el papel de filtró a una zona seca y se repitió dicho procedimiento, resultando en que 8 microlitros en total de cada muestra líquida se pusieron en contacto con una parte de la película de carbono holey. A continuación, las rejillas con película de carbono se montaron en un único soporte inclinable y se introdujeron en el sistema de bloqueo de carga del CrioTEM JEOL 2100 para el bombeo durante aproximadamente 15 minutos. A continuación, se introdujo la muestra en la columna y se llevó a cabo el trabajo de microscopía TEM.
El crioTEM JEOL 2100 funcionaba a un potencial de aceleración de 200 kv. Las imágenes se grabaron en una cámara digital Gatan de sensibilidad ultraelevada. Las condiciones típicas eran una apertura del condensador de 50 micras, tamaño de punto 2 y alfa 3.
Dichas fotomicrografías de TEM muestran claramente que el tamaño medio de las partículas en las figuras 43p (es decir, las correspondientes al constituyente plata en GR05) son más pequeñas que las partículas mostradas en las figuras 43q (es decir, las correspondientes al constituyente plata en GR8). Además, se muestran claramente los planos cristalinos en ambos conjuntos de las figuras 43p y 43q. Además, las figuras 43q muestran el desarrollo de facetas claras de los cristales, algunas de las cuales corresponden a la estructura cúbica 111 conocida de la plata.
Las fotomicrografías de TEM 43r no muestran ninguna cristalización significativa del cinc.
Las fotomicrografías de TEM 43s (correspondiente a la solución GR3) también muestran características de plata similar a las mostradas en la figura 43p, y las fotomicrografías 43t (es decir, las correspondientes a la solución GR8) también muestran características similares a las mostradas en las figuras 43q.
De esta manera, dichas fotomicrografías de TEM sugieren que los parámetros de procesamiento utilizados para fabricar GR5 resultan en nanopartículas de base plata algo más pequeñas, en comparación con las nanopartículas de base plata asociadas a GR8. La diferencia principal entre los parámetros de producción de GR5 y GR8 era la localización de los dos plasmas ajustables 4 utilizados para producir los constituyentes plata en cada solución. Los constituyentes de cinc tanto en GR5 como GR8 eran los mismos. Sin embargo, los constituyentes de plata en GR5 se produjeron mediante plasmas ajustables 4 situados en el Primer conjunto de electrodos y en el Cuarto conjunto de electrodos, mientras que el constituyente de plata en GR8 se produjo mediante plasmas ajustables 4 situados en el Primer y Segundo conjuntos de electrodos.
ESPECTROSCOPÍA DE UV-VIS
Se obtuvieron los espectros de absorción de energía utilizando microespectrofotometría de UV-VIS. Dicha información se adquirió utilizando sistemas de monocromador de barrido de doble haz capaces de escanear el intervalo de longitudes de onda entre 190 nm y 1100 nm. Se utilizaron dos espectrómetros de UV-Vis para recoger los espectros de absorción: Jasco V530 y Jasco MSV350. Se configuró la instrumentación para soportar la medición de muestras de líquido de baja concentración utilizando varios soportes o "cubetas" de muestras de cuarzo fundido. Las diversas cubetas permiten recoger datos en un camino óptico de 10 mm, 1 mm o 0,1 mm de muestra. Los datos se adquirieron en el intervalo de longitudes de onda anteriormente indicado, utilizando detectores tanto PMT como LED, con los parámetros siguientes: ancho de banda de 2 nm, paso de los datos de 0,5 nm con y sin un fondo de línea base de agua. Se utilizaron fuentes de energía tanto "halógeno" de tungsteno como "D2 de hidrógeno como fuentes de energía primaria. Se configuraron los caminos ópticos de dichos espectrómetros para permitir que el haz de energía atravesase las muestras con foco hacia el centro de las cubetas de muestra. La preparación de las muestras se limitó a llenar y tapar las cubetas y después introducir físicamente las muestras en el soporte de cubetas, dentro del compartimiento de muestras totalmente cerrado. Se determinó la absorción óptica de la energía por los materiales de interés. Se midió la salida de datos y se muestra como unidades de absorbancia (según la ley de Beer-Lambert) frente a longitud de onda y frecuencia.
Se obtuvieron las firmas espectrales en el rango de UV-visible para cada una de las materias primas producidas en los Ejemplos 1 a 5, así como en cada una de las soluciones GR1 a GR10 mostradas en las Tablas 8 y 9.
Específicamente, la figura 44a muestra la firma espectral de UV-Vis de cada una de las 5 materias primas con una longitud de onda de aproximadamente 190 nm a 600 nm.
La figura 44b muestra el patrón espectral de UV-Vis de cada una de las 10 soluciones GR1-GR10 para el mismo intervalo de longitudes de onda.
La figura 44c muestra el patrón espectral de UV-Vis de cada una de las 10 soluciones GR1-GR10 en el intervalo de 190 nm a 225 nm.
La figura 44d es un espectro de UV-Vis de cada una de las 10 soluciones GR-1GR10 en el intervalo de longitudes de onda de aproximadamente 240 nm a 500 nm.
La figura 44e muestra el patrón espectral de UV-Vis de cada una de las soluciones GR1-GR10 en el intervalo de longitudes de onda de aproximadamente 245 nm a 450 nm.
Los datos espectrales de UV-Vis para cada una de las figuras 44a a 44e se obtuvieron con un espectrofotómetro de UV-Vis Jasco V-530. Las condiciones operativas pertinentes para la recolección de cada patrón espectral de UV-Vis se muestran en las figuras 44a a 44e.
En general, la espectroscopía de UV-Vis es la medición de la longitud de onda e intensidad de absorción de luz de ultravioleta cercano y luz visible por una muestra. La luz ultravioleta y la luz visible son suficientemente energéticas para promocionar los electrones externos a niveles energéticos superiores. La espectroscopía de UV-Vis puede aplicarse a moléculas e iones inorgánicos o complejos en solución.
Los espectros de UV-Vis presentan amplias características que pueden utilizarse para la identificación de muestras, aunque también resultan útiles para mediciones cuantitativas. La concentración de un analito en solución puede determinarse mediante la medición de la absorbancia en alguna longitud de onda y aplicando la ley de Beer-Lambert. Se utilizó el espectrofotómetro de UV-Vis de doble haz para restar cualesquiera señales del solvente (en este caso, agua) a fin de caracterizar específicamente las muestras de interés. En el presente caso, la referencia es el agua de alimentación que se ha extraído de la salida del procedimiento de ósmosis inversa comentado en la sección de Ejemplos de la presente memoria.
ESPECTROSCOPÍA DE RAMAN
Se obtuvieron las firmas espectrales de Raman utilizando el espectrómetro Renishaw Invia con la información operativa relevante mostrada en la figura 45. Debe indicarse que no se observaron diferencias significativas en cada una de las mezclas GR1-GR10 mediante espectroscopía de Raman.
El microespectrógrafo de reflexión con el microscopio Leica DL DM se ajustó con una lente de inmersión en agua 20x (NA=0,5) o una lente seca 5x (NA=.12). La apertura posterior de cada lente se dimensionó para ser igual o superior al diámetro expandido del haz láser. Se utilizaron dos frecuencias de láser: un láser de argón de 50 mW multilínea configurado a 1/2 potencia para 514,5 nm y un láser de HeNe de 20 mW a 633 nm. Se ajustaron rejillas de alta resolución en el camino óptico del monocromador, lo que permitió escaneos continuos entre los números de onda de 50 y 4000 (1/cm). Se utilizaron tiempos de integración de diez a 20 segundos. Se introdujo fluido de muestra bajo la lente en un vaso de 50 ml. Se utilizaron ambos láser para investigar las bandas de resonancia, mientras que se utilizó el primer láser principalmente para obtener los espectros de Raman. El tamaño de las muestras era de aproximadamente 25 ml. Se realizaron las mediciones con la lente seca 5x con el objetivo situado aproximadamente 5 mm sobre el fluido para interrogar un volumen aproximadamente 7 mm bajo el menisco del agua. Se realizaron mediciones por inmersión con la lente de inmersión 20x situada aproximadamente 4 mm dentro la muestra, permitiendo la investigación del mismo volumen espacial. Las zonas de adquisición del detector CCD se ajustaron individualmente para cada lente a fin de maximizar la intensidad de la señal y las relaciones de señal a ruido.
CARACTERIZACIÓN BIOLÓGICA
Resultados del cribado biológico
Se utilizó un lector microbiológico Bioscreen C para comparar la eficacia de las materias primas producidas de acuerdo con los Ejemplos 1 a 5, así como las 10 soluciones GR1 a GR10 producidas a partir de las mismas. El procedimiento específico para obtener los resultados del Bioscreen se proporcionan posteriormente.
Cepas bacterianas
Se obtuvo Escherichia coli de la American Type Culture Collection (ATCC) bajo el número de acceso 25922. Los pelles iniciales se reconstituyeron en caldo de soja tripticasa (TSB, Becton Dickinson and Company, Sparks, MD) y se transfirieron asépticamente a un matraz de cultivo que contenía 10 ml de TSB, seguido de la incubación durante la noche a 37°C en un incubador con camisa de agua Forma 3157 (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE.UU.).
Mantenimiento y almacenamiento de las bacterias
Mantenimiento y almacenamiento de los cultivos bacterianos
Preparación de cultivos bacterianos
Se descongelaron tubos de microbanco a temperatura ambiente y se abrieron en una cabina de seguridad de clase II biológica NuAire Labgard 440 (NuAire Inc., Plymouth, MN, EE.UU.). Utilizando una aguja de inoculación estéril, se transfirió asépticamente una perla de microbanco desde el tubo de solución madre a 10 ml de caldo de soja tripticasa (TSB, Becton Dickinson and Company, Sparks, MD) para el análisis de Bioscreen o caldo de Mueller-Hinton (MHB, Becton Dickinson and Company, Sparks, Md ) para el análisis de MIC/MLC. Se cultivaron cultivos de cepas bacterianas durante la noche a 37°C durante 18 horas en un incubador con camisa de agua Forma 3157 (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE.UU.) y se diluyeron a un estándar de turbidez de 0,5 McFarland. Después, se llevó a cabo una dilución de 10-1 del estándar de McFarland, proporcionando un recuento bacteriano aproximado de 1,0x107 UFC/ml. Dicha dilución final debe utilizarse dentro de los 30 minutos posteriores a su creación para evitar un incremento de la densidad bacteriana debido al crecimiento celular.
Dilución de soluciones de nanopartículas
Se diluyeron soluciones de nanopartículas en MHB y dH2O estéril hasta una concentración de ensayo 2x, rindiendo un volumen total de 1,5 ml. De este volumen, 750 pl consistían en MHB, mientras que los otros 750 pl de cantidades variables de dH2O estéril y la solución de nanopartículas para producir una concentración 2 x de la solución de nanopartículas particular a ensayo. Las diluciones de ensayo (concentración final en la reacción) presentaban una concentración de nanopartículas de entre 0,5 ppm de Ag y 6,0 ppm de Ag, y se realizó el ensayo cada intervalo de 0,5 ppm.
Preparación de reacción de Bioscreen
Con el fin de determinar la concentración inhibitoria mínima (CIM) de las soluciones de nanopartículas, se añadieron 100 pl del cultivo bacteriano diluido a 100 pl de una solución particular de nanopartículas a la concentración de ensayo deseada en los pocillos estériles separados de una placa de microtitulación de 100 pocillos (Growth Curves USA, Piscataway, NJ, EE.UU.). Los pocillos inoculados tanto con 100 pl del cultivo bacteriano diluido como 100 pl de una mezcla 1:1 de MHB/ddH2O estéril sirvieron como controles positivos, mientras que los pocillos con 100 pl de MHB y 100 pl de una mezcla 1:1 de MHB/ddH2O estéril sirvieron de controles negativos para la reacción. Las placas se colocaron dentro de la bandeja de un lector microbiológico Bioscreen C (Growth Curves USA, Piscataway, NJ, EE.UU.) y se incubaron a 37°C constantes durante 15 horas realizando mediciones de la densidad óptica (D.O.) cada 10 minutos. Antes de cada medición de D.O., las placas se sometieron a agitación automáticamente durante 10 segundos a intensidad intermedia para evitar la sedimentación de las bacterias y garantizar un pocillo de reacción homogéneo. Determinación de la CIM y la CLM
Todos los datos se recogieron utilizando el software EZExperiment (Growth Curves USA, Piscataway, NJ, EE.UU.) y se analizaron utilizando Microsoft Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA, EE.UU.). Se construyeron las curvas de crecimiento de las cepas bacterianas tratadas con diferentes soluciones de nanopartículas y se determinó la CIM. Se define la CIM como la concentración más baja de solución de nanopartículas que impide el crecimiento del cultivo bacteriano durante 15 horas, según la medición de la densidad óptica utilizando el lector microbiológico Bioscreen C. Una vez se hubo determinado la CIM, el medio de ensayo de la CIM y las posteriores concentraciones más elevadas se extrajeron de cada pocillo y se agruparon según la concentración en tubos Eppendorf estériles apropiadamente etiquetados. Se inocularon las placas de TSA con 100 pl de medio de ensayo y se incubaron durante la noche a 37°C en un incubador con camisa de agua Forma 3157 (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE.UU.). Se definió la concentración letal mínima (CLM) como la concentración más baja de solución de nanopartículas que impidió el crecimiento del cultivo bacteriano según medición del crecimiento de colonias sobre TSA.
Los resultados de las tandas de Bioscreen se muestran en la figura 46. Debe indicarse que las materias primas AT031, AT059 y AT060 presentaban un rendimiento razonable, mientras que las materias primas BT-006 y CT-006 no enlentecieron el crecimiento de E. coli en absoluto. A este respecto, cuanto más tiempo se mantenga una curva a densidad óptica ("DO") baja, mejor el rendimiento contra las bacterias.
En contraste, cada una de las soluciones GR1-GR10 mostró un rendimiento superior, respecto a cada una de las materias primas AT031, AT060 y AT059. Resulta interesante que la combinación de las materias primas asociadas a las nanopartículas de plata con dichas materias primas asociadas con nanopartículas tanto de cinc como de cobre produjeron resultados sinérgicos inesperados.
Se muestran los resultados adicionales de Bioscreen en las figuras 47 y 48. Los datos informados en dichas figuras se conocen como datos de "CIM". "CIM" se refiere a la concentración inhibidora mínima. Los datos de CIM sólo se generaron para GR3 y GR8. Resulta evidente a partir de la revisión de los datos en cada una de las figuras 47 y 48 que los valores de CIM apropiados para GR3 y GR8 eran de aproximadamente 2 a 3 ppm.
Debido a los inesperados resultados favorables mostrados en la figura 46, la adición secuencial de la materia prima BT-006, realizada de acuerdo con el Ejemplo 4, a la materia prima AT-060 realizada de acuerdo con el Ejemplo 2 (es decir, una solución de nanopartículas de base cinc se añadió a una solución de nanopartículas de base plata). La cantidad de plata presente (según se determinó mediante espectroscopía de absorción atómica) se mantuvo en 1 ppm. La cantidad de BT-006 en la solución de nanopartículas añadida a la misma se informa en la figura 49. Resulta interesante señalar que se consiguió un rendimiento antimicrobiano potenciado contra E. coli con la adición al mismo de cantidades crecientes de soluciones de nanopartículas con cinc, es decir, BT-006 (del Ejemplo 4). Además, las figuras 50a a 50c muestran información adicional de Bioscreen que muestra el rendimiento contra E. coli mediante la adición de un agua acondicionada ("GZA") a la solución de nanopartículas AT-060 del Ejemplo 2.
La materia prima GZA se preparó de una manera similar a la materia prima BT-006, excepto en que se utilizó una configuración 1/5 del electrodo de platino en lugar de cinc.
LIOFILIZACIÓN
La figura 54 muestra otro conjunto de resultados de Bioscreen en el que las soluciones a las que se hace referencia en las Tablas 8 y 9 en la presente memoria como GR5 y GR8 se comparan para su eficacia contra E. coli, así como las mismas soluciones después de previa liofilización y después de su rehidratación con agua (líquido 3), llevando a cabo dicha rehidratación para resultar en las mismas ppm originales.
La liofilización se llevó a cabo mediante la introducción de la solución de GR5 y GR8 en un recipiente de plástico (Nalgene) e introduciendo el recipiente de plástico en un liofilizador BenchTop 2K
(fabricado por Virtis) que se mantuvo a una temperatura de aproximadamente -52°C y bajo un vacío inferior a 100 mililitros. Se liofilizaron durante la noche aproximadamente 10 a 20 ml de solución.
Tal como se muestra en la figura 54, el rendimiento de liofilización y rehidratación de las nanopartículas era idéntico al rendimiento de las soluciones GR5 y GR8 originales.
ENSAYOS DE VIABILIDAD/CITOTOXICIDAD DE CÉLULAS DE MAMÍFERO
Se utilizaron los procedimientos siguientes para obtener las mediciones de viabilidad celular y/o citotoxicidad.
Líneas celulares
Se obtuvieron células epiteliales hepáticas de Mus musculus (ratón) (número de acceso CRL-1638) y células fibroblásticas renales de Sus scrofa domesticus (minipig) (número de acceso CCL-166) de la American Type Culture Collection (ATCC).
Cultivo celular a partir de reservas congeladas
Las líneas celulares se descongelaron mediante agitación suave en un baño de agua Napco 203 (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE.UU.) a 37°C durante 2 minutos. Para reducir la contaminación microbiana, el tapón y el anillo O del vial de cultivo congelado se mantuvo sobre el nivel de agua durante la descongelación. En cuanto se descongeló el contenido del vial de cultivo, se retiró el vial del agua, se pulverizó con etanol al 95% y se transfirió a una cabina de seguridad de clase II biológica NuAire Labgard 440 (NuAire Inc., Plymouth, MN, EE.UU.). A continuación, se transfirió el contenido del vial a un matraz de cultivo tisular estéril de 75 cm2 (Corning Life Sciences, Lowell, MA, EE.UU.) y se diluyó con la cantidad recomendada de medio de cultivo completo. La línea celular epitelial hepática murina CRL-1638 requería la propagación en medio de cultivo completo compuesto de medio de Eagle modificado por Dulbecco al 90% (ATCC, Manassas, VA, EE.UU.) y suero de feto bovino al 10% (ATCC, Manassas, VA, EE.UU.), mientras que la línea celular fibroblástica renal minipig CCL-166 se cultivó en medio de cultivo completo que comprendía 80% de medio de Eagle modificado por Dulbecco y 20% de suero de feto bovino. La línea celular CRL-1638 se diluyó con medio de crecimiento en una proporción 1:15, mientras que la línea celular CCL-166 se diluyó con medio de crecimiento en una proporción 1:10. A continuación, los matraces de cultivo se incubaron a aproximadamente 37°C utilizando una atmósfera de 5% de CO2 y 95% de atmósfera humidificada en un incubador de CO2 con camisa de agua NuAire IR Autoflow (NuAire Inc., Plymouth, MN, EE.UU.).
Renovación del medio y cuidado de las células en cultivo
Cada dos días, se retiró el medio de crecimiento antiguo de los matraces de cultivo y se sustituyó por medio de crecimiento fresco. Cada día se realizaron a ojo desnudo observaciones del crecimiento microbiano, tal como colonias fúngicas y la turbidez en el medio. Adicionalmente, se observaron las células en cultivo bajo un microscopio de fase invertida con contraste de fase (VWR Vistavision, VWR International y West Chester, PA, EE.UU.) para comprobar el estado general de salud de las células y la confluencia celular.
Subcultivo de las células
Una vez las células alcanzaron un crecimiento confluyente de aproximadamente 80%, se consideró que las células se encontraban listas para el subcultivo. Se retiró el medio de crecimiento antiguo y se descartó y la lámina celular se enjuagó con 5 ml de solución de disociación de tripsina-EDTA precalentada (ATCC, Manassas, VA, EE.UU.). Tras 30 segundos de contacto con la lámina celular, se eliminó la tripsina-EDTA y se descartó. Asegurando que la totalidad de la monocapa celular se encontraba cubierta y que el matraz no se agitaba, se añadió un volumen de 3 ml de la solución de tripsina-EDTA precalentada a la lámina celular, seguido de la incubación del matraz de cultivo a 37°C durante aproximadamente 15 minutos. Tras la disociación celular, se inactivó la tripsina-EDTA mediante la adición de aproximadamente 6 ml de medio de cultivo completo al matraz de cultivo celular seguido de pipeteado suave para aspirar células.
A fin de contar las células, se recogieron 200 pl de la suspensión celular en un tubo de centrífuga de 15 ml (Corning Life Sciences, Lowell, MA, EE.UU.). Se añadieron 300 pl de solución salina tamponada con fosfato (ATCC, Manassas, VA, EE.UU.) y 500 pl de una solución de azul tripán al 0,4% (ATCC, Manassas, VA, EE.UU.) a la suspensión celular recogida y se mezclaron a fondo. Tras dejar en reposo durante aproximadamente 15 minutos, se introdujeron 10 pl de la mezcla en cada cámara de un hemocitómetro desechable C-Chip iN Cyto (INCYTO, Seoul, Corea) con un microscopio de fase invertida con contraste de fases VWR Vistavision (VWR International, West Chester, PA, EE.UU.) siguiendo las instrucciones del fabricante. La concentración de las células en la suspensión se calculó utilizando una fórmula de conversión basada en el recuento celular obtenido del hemocitómetro.
Ensayos de citotoxicidad
Los pocillos de placas negras de fondo transparente de microtitulación tratadas con cultivo celular (Corning Life Sciences, Lowell, MA, EE.UU.) se sembraron con 200 pl de medio de cultivo que contenía aproximadamente 1,7x104 células tal como se muestra en la figura 1. Se dejó que se equilibrasen las células en las placas de microtitulación a aproximadamente 37°C utilizando una atmósfera humidificada al 95% con 5% de CO2 , durante aproximadamente 48 horas. Después del periodo de equilibrado, se retiró el medio de cultivo de cada pocillo y se sustituyó por 100 pl de medio de crecimiento fresco en todos los pocillos, excepto por aquellas en la columna 3 de la placa. Un volumen de 100 pl de medio fresco complementado con 2x la concentración de ensayo deseada de solución Hydronanon™ se introdujo en cada pocillo tal como se muestra en la Tabla 10.
Tabla 10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A B C D E F G
H
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Tabla 10. Configuración de placa de micropocillos para los ensayos de citotoxicidad. Todos los pocillos exteriores (zona sombreada) de la placa contenían únicamente 200 pl de medio de cultivo (sin células), que actuaba como un blanco de control de vehículo (VCb) para el experimento. Como control de vehículo positivo, los pocillos 2B-2G (VC1) y los pocillos 11B-11G (VC2) se inocularon con medio de cultivo y células. Se sometió a ensayo una solución Hydronanon™ en cada placa (Hx). La concentración más alta de solución Hydronanon™ se introdujo en los pocillos 3B-3D (C1 ), mientras que se encontraban presentes siete diluciones al 20% (C2-C7) de cada solución en cada pocillo consecutivo.
Las placas de microtitulación se incubaron con los compuestos de tratamiento a 37°C, utilizando una atmósfera humidificada al 95% con 5% de CO2 durante 24 horas. Tras la incubación con soluciones de nanopartículas, se extrajo el medio de cultivo y se descartó de cada pocillo y se sustituyó por 100 pl de medio fresco que contenía Alamar Blue™ (Biosource International, Camarillo, CA, EE.UU.) a una concentración de 50 pl de pigmento/ml de medio. Las placas se sometieron a agitación suave manualmente durante aproximadamente 10 segundos y se incubaron a aproximadamente 37°C utilizando una atmósfera humidificada al 95% con 5% de CO2 durante 2,5 horas. A continuación, se midió la fluorescencia en cada pocillo utilizando una longitud de onda de excitación de 544 nm y una longitud de onda de emisión de 590 nm. Se llevaron a cabo mediciones de fluorescencia en un fluorímetro Fluoroskan II producido por Labsystems (Thermo Scientific, Waltham, MA, EE.UU.).
Análisis de los datos
Se determinó la citotoxicidad de las soluciones de nanopartículas mediante la medición de la proporción de las células viables tras el tratamiento en comparación con las células de control no tratadas. A continuación, se calculó el porcentaje de viabilidad de las células tras el tratamiento y se utilizó para generar la concentración de nanopartículas a la que se producía cincuenta por ciento de muerte celular (LC50). Se analizaron todos los datos utilizando el software GraphPad Prism (GraphPad Software Inc., San Diego, CA, EE.UU.).
Los resultados de los ensayos de viabilidad/citotoxicidad se muestran en las figuras 51a-51h, 52a-52f y en las figuras 53a-53h.
Con respecto a las figuras 51a y 51b, el rendimiento de la solución "GR3" se sometió a ensayo frente a células fibroblásticas renales de minicerdo (figura 51a) y las células epiteliales hepáticas murinas (figura 51b).
De manera similar, las figuras 51c y 51d sometieron a ensayo el rendimiento de GR5 frente a células renales y células hepáticas murinas, respectivamente; las figuras 51e y 51f sometieron a ensayo el rendimiento de GR8 frente a células renales y células hepáticas, respectivamente, y las figuras 51g y 51h sometieron a ensayo el rendimiento de GR9 frente a las células renales y las células hepáticas, respectivamente.
En cada una de las figuras 51a-51h, se observó una respuesta bifásica. Se produjo una respuesta bifásica a diferentes concentraciones para cada solución y conjuntos de células; sin embargo, la tendencia general de cada solución sometida a ensayo mostró que una determinada concentración de nanopartículas producida según las realizaciones dadas a conocer en la presente memoria mostró tasas de crecimiento potenciadas para cada una de las células renales y hepáticas, respecto al control. A este respecto, cualquier parte de cualquiera de las curvas que se encuentre verticalmente sobre la línea de puntos correspondiente a 100% (es decir, el control) presentaba una lectura de fluorímetro más elevada que la fluorescencia generada comentada anteriormente en la presente memoria. De acuerdo con lo anterior, resulta evidente que las partículas y/o soluciones de nanopartículas preparadas según la presente exposición pueden presentar un efecto sobre la tasa de crecimiento potenciada sobre las células de mamífero, incluyendo por lo menos células renales y hepáticas.
Las figuras 52a-52f sometieron a ensayo un intervalo de respuesta más estrecho tanto de las concentraciones de nanopartículas con plata y las concentraciones de nanopartículas totales. Los valores "LD50" informados para cada una de las soluciones 3, 5 y 8 en cada una de las figuras 52ab, 52cd y 52ef, respectivamente, corresponde a partes por millón de nanopartículas de base plata (figuras 52a, c y e ) y partes por millón de nanopartículas totales (correspondiente a las figuras 52b, d y f). Con respecto a la concentración de nanopartículas con plata, resulta evidente que el intervalo de LD50 se encuentra entre aproximadamente 2,5 y aproximadamente 5,4. En contraste, la LD50 para las soluciones de nanopartículas totales variaba entre aproximadamente 6 y aproximadamente 16.
Con respecto a las figuras 53a-53h, se realizaron mediciones de "LD50" para cada solución, GR3, GR5, GR8 y GR9, frente a células fibroblásticas renales de minicerdo. Tal como se muestra en cada una de dichas figuras, los valores de "LD50" para las nanopartículas totales presentes se encuentra comprendida entre un mínimo de aproximadamente 4,3 para GR9 y un máximo de aproximadamente 10,5-11 para cada uno de GR5 y GR8.
Ejemplo 6 (Ejemplo comparativo)
Fabricación de nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata AT098, AT099 y AT100 solución sin utilización de ningún plasma.
El presente ejemplo utiliza el mismo aparato básico utilizado para producir las soluciones de los Ejemplos 1 a 5. Sin embargo, el presente ejemplo no utiliza ningún electrodo 5. El presente Ejemplo utiliza electrodos de 99,95% de pureza de plata para cada electrodo 1. Las Tablas 11a, 11b y 11c resumen partes de diseño, configuración, localización y voltajes operativos de electrodos. Tal como se muestra en las Tablas 11a, 11b y 11c, se fijaron los voltajes diana en un mínimo de aproximadamente 2.750 voltios en el Conjunto de electrodos n° 8 y un máximo de aproximadamente 4.500 voltios en los Conjuntos de electrodos n° 1 a n° 3. El máximo de 4.500 voltios corresponde esencialmente a un circuito abierto que se debe a la conductividad mínima del líquido 3 entre cada electrodo 1, 1' en los Conjuntos de electrodos n° 1 a n° 3.
Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en las figuras 55a, 55b y 55c. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en las Tablas 11a, 11b y 11c, así como las figuras 55a, 55b y 55c, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante todo el procedimiento de fabricación. Para mantener la consistencia con las configuraciones de electrodos informados de los Ejemplos 1 a 5, se ha incluido espacio para ocho conjuntos de electrodos en cada una de las Tablas 11a, 11b y 11c, aunque el ID de tanda "AT100" era la única tanda que utilizaba realmente ocho conjuntos de electrodos.
Tabla 11a
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Tabla 11b
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Tabla 11c
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Tabla 11c (continuación)
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Se prepararon muestras para espectroscopía de absorción atómica (EAA) y se obtuvieron valores de medición. Se incorporaron ligeras modificaciones de procedimiento en dichos procedimientos de EAA comentados anteriormente en la presente memoria. Dichos cambios de procedimiento se incorporan inmediatamente después.
Los valores de EAA se obtuvieron de un sistema de espectrómetro AAnalyst 300 de Perkin Elmer, tal como en los Ejemplos 1 a 5. Las muestras fabricadas de acuerdo con los Ejemplos 6 a 12 se prepararon mediante la adición de una pequeña cantidad de ácido nítrico o ácido clorhídrico (habitualmente 2-4% del volumen final) y después la dilución hasta un intervalo de concentraciones característica o intervalo lineal deseable del elemento específico para mejorar la exactitud del resultado. El intervalo "deseable" es una estimación de orden de magnitud basada en parámetros de producción establecidos durante el desarrollo del producto. Para el análisis de los metales puros, se digirió una cantidad conocida de material de alimentación en una cantidad conocida de ácido y se diluyó para garantizar que la intensidad de la señal de absorbancia se encontraba dentro de los límites de tolerancia y más específicamente el intervalo más preciso de la configuración del detector, mejor conocido como intervalo lineal.
El procedimiento operativo específico para el sistema AAnalyst 300 de Perkin Elmer es el siguiente:
I) Principio
El sistema AAnalyst 300 de Perkin Elmer consiste en un sistema quemador de alta eficiencia con un nebulizador de zafiro GemTip o nebulizador perlado de acero inoxidable y un espectrómetro de absorción atómica. El sistema de quemador proporciona la energía térmica necesaria para disociar los compuestos químicos, proporcionando átomos de analito libres de manera que se produce la absorción atómica. El espectrómetro mide la cantidad de luz absorbida a una longitud de onda específica utilizando una lámpara de cátodo hueco como la fuente primaria de luz, un monocromador y un detector. Una lámpara de arco de deuterio corrige para la absorbancia de fondo causada por especies no atómicas en la nube de átomos.
II) Preparación del instrumento
A) Vaciar el recipiente de residuos hasta la marca. Añadir agua desionizada para drenar los tubos a fin de garantizar la presencia de agua en el ensamblaje de flotación del sistema de drenaje.
B) Garantizar que se encuentra correctamente instalada en la torreta la lámpara de cátodo hueco apropiada para el analito que debe analizarse.
C) Encender AAnalyst 300 y el ordenador.
D) Tras el calentamiento del AAnalyst 300 durante un mínimo de 30 minutos, iniciar el software AAwin Analyst. E) Recuperación del método que debe analizarse.
F) Comprobación de que se introducen las condiciones por defecto correctas.
G) Alineación de la lámpara de cátodo hueco.
1) Permitir que los HCL se calienten y estabilicen durante un mínimo de 15 minutos.
2) Comprobar que se ha establecido un pico y nivel energético apropiado para la lámpara específica.
3) Ajustar la potencia y frecuencia de las configuraciones de la lámpara para obtener la energía máxima. H) Almacenamiento de los cambios de método en Entrada de parámetros, Opción, Almacenamiento y n°.
I) Ajuste de la altura del quemador.
1) Colocar una hoja de papel blanco detrás del quemador para confirmar la localización del haz de luz.
2) Bajar el cabezal del quemador bajo el haz de luz con el botón de ajuste vertical.
3) Pulsar Cont (Continuo) para visualizar el valor de la absorbancia.
4) Pulsar A/Z para el Autocero.
5) Elevar el cabezal del quemador con el botón de ajuste vertical hasta que la pantalla indique una ligera absorbancia (0,002). Bajar lentamente el cabezal hasta que la lectura vuelva a cero. Bajar el cabezal un cuarto de giro adicional para completar el ajuste.
J) Encendido de la llama.
1) Abrir la válvula del compresor de aire. Fijar la presión en 50 a 65 psi.
2) Abrir la válvula del cilindro de gas acetileno. Fijar la presión de salida en 12 a 14 psi. Sustituir el cilindro al caer la presión a 75 psi para evitar daños en la válvula y tubos por la presencia de acetona.
3) Pulsar Gases On/Off. Ajustar el flujo de oxidante a 4 unidades.
4) Pulsar Gases On/Off. Ajustar el flujo de gas acetileno a 2 unidades.
5) Pulsar Llama On/Off para encender la llama.
Nota: no mirar directamente a la lámpara o a la llama sin gafas protectoras de la radiación ultravioleta K) Aspirado de agua desionizada por el cabezal del quemador para calentar totalmente el mismo durante 3 a 5 minutos.
L) Ajuste de la posición del quemador y el nebulizador.
1) Aspirar un estándar con una señal de aproximadamente 0,2 a 0,5 unidades de absorbancia.
2) Obtener la absorbancia de la posición de quemador máxima haciendo girar los botones de ajustes horizontal y rotacional.
3) Aflojar el anillo de bloqueo del nebulizador haciéndolo girar hacia la derecha. Girar lentamente el botón de ajuste del nebulizador para obtener la máxima absorbancia. Fijar el botón con el anillo de bloqueo.
Nota: un elemento, tal como la plata, que se encuentra en una longitud de onda en la que los gases no absorben, resulta óptima para ajustar el quemador y el nebulizador.
III) Procedimiento de calibración
A) Calibrar con estándares que rodean las concentraciones de la muestra.
B) El software WinAA Analyst creará automáticamente una curva de calibración para las lecturas de muestra. Sin embargo, comprobar que se ha establecido una absorción apropiada con cada estándar de calibración.
C) Introducir los valores de concentración estándar en las Condiciones por defecto a fin de calcular la curva estándar del AAnalyst 300.
1) Introducir la concentración del estándar más bajo para STD1 utilizando los dígitos significativos.
2) Introducir las concentraciones de los demás estándares de la curva de calibración en orden ascendente y la concentración del estándar de pendiente recalculada.
3) Autocero con el blanco antes de adquirir los valores de calibración.
4) Aspirado del Estándar 1, pulsar 0 Calibrar para eliminar la curva anterior. Aspirar los estándares en orden numérico.
Pulsar el número de estándar y calibrar cada estándar.
5) Pulsar Imprimir para imprimir el gráfico y el coeficiente de correlación.
6) Pasar nuevamente uno o todos los estándares, en caso necesario. Para pasar el Estándar 3, aspirar el estándar y pulsar 3 Calibrar.
D) El coeficiente de correlación debería ser superior o igual a 0,990.
E) Comprobación de la curva de calibración para deriva, exactitud y precisión con los estándares de calibración continuamente durante el funcionamiento, como mínimo, una vez cada 20 muestras.
IV) Procedimiento de análisis
A) Se midieron las muestras por triplicado utilizando un mínimo de 3 réplicas por muestra.
B) Aspirar la muestra y pulsar Leer Muestra. El software tomará 3 lecturas de absorbancia y después calculará el promedio de esas lecturas. Esperar a que el software indique 'inactivo'. Pasar nuevamente la muestra en el caso de que la desviación estándar sea superior a 50% del resultado de la muestra.
V) Apagado del instrumento
A) Aspirar ácido nítrico (HNO3) al 2 % durante 1 a 3 minutos y agua desionizada durante 3 a 5 minutos para limpiar el cabezal del quemador. Extraer el tubo capilar del agua y hacer funcionar el cabezal del quemador hasta la sequedad durante aproximadamente 1 minuto.
B) Pulsar Llama On/Off para apagar la llama.
C) Cerrar la válvula del compresor de aire.
D) Cerrar la válvula del cilindro de acetileno.
E) Pulsar Sangrar Gases para sangrar el gas acetileno de las líneas. La presión del cilindro debería caer a cero. F) Salir del software, apagar OFF el AAnalyst 300 y apagar el ordenador.
Tabla 11d
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La Tabla 11d muestra los resultados obtenidos en el Ejemplo 6. La Tabla 11d contiene una columna titulada "Configuración de los electrodos". Dicha columna contiene los caracteres "0" y "X". El carácter "0" corresponde a un conjunto de electrodos 5, 5'. El carácter "X" representa que no se encuentra presente ningún electrodo. De esta manera, para el ID de tanda "AT098", únicamente se utilizó un único conjunto de electrodos 5a, 5a'. No podían medirse cantidades detectables de plata mediante las técnicas de EEA dadas a conocer en la presente memoria. El ID de tanda "AT099" utilizó dos conjuntos de electrodos 5a, 5a' y 5b, 5b'. Las técnicas de EEA detectó cierta cantidad de plata como presente, aunque esa cantidad era inferior a 0,2 ppm. El ID de tanda "AT100" utilizó ocho conjuntos de electrodos, 5, 5'. Dicha configuración resultó en ppm medidas de 7,1 ppm. De acuerdo con lo anterior, resulta posible obtener constituyentes de base metálica (p.ej., nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base metálica) sin utilización de un electrodo 1 (y un plasma asociado 4). Sin embargo, la tasa de formación de constituyentes de base metálica era muy inferior a la tasa obtenida mediante la utilización de uno o más plasmas 4. Por ejemplo, los Ejemplos 1 a 3 dan a conocer productos de base plata asociados a los ID de tanda AT031, AT036 y AT038. Cada una de dichos ID de tanda utilizó dos conjuntos de electrodos que incluían plasmas ajustables 4. Las ppm de plata medidas para cada una de dichas muestras era superior a 40 ppm, que es 5 a 6 veces superior a lo medido en el producto producido según el ID de tanda AT100 en el presente Ejemplo 6. De esta manera, aunque resulta posible fabricar constituyentes de base metálica sin utilizar por lo menos un plasma ajustable 4 (según las enseñanzas en la presente memoria), las tasas de formación de constituyentes de base metálica se redujeron en gran medida al no utilizar ningún plasma 4 como parte de las técnicas de producción.
De acuerdo con lo anterior, aunque se utilizaron ocho conjuntos de electrodos 5, 5 para producir el producto asociado a la tanda AT100, la falta de ningún conjunto de electrodos que incluía por lo menos un electrodo 1 (es decir, la falta de plasma 4) limitó severamente el contenido en ppm de plata en la solución producida.
Ejemplo 7
Fabricación de nanopartículas/soluciones de nanopartículas a base de plata AT080AT081, AT082, AT083, AT084, AT085, AT086 y AT097 utilizando únicamente un plasma.
El presente ejemplo utilizó el mismo aparato básico para producir las soluciones de los Ejemplos 1 a 5; sin embargo, el presente ejemplo utilizó únicamente un único plasma 4. Específicamente, para el Conjunto de electrodos n° 1, el presente ejemplo utilizó una configuración de electrodos "1a, 5a". Se añadieron secuencialmente los posteriores Conjuntos de electrodos n° 2 a n° 8. Cada uno de los Conjuntos de electrodos n° 2 a n° 8 presentaba una configuración de electrodos "5, 5". El presente ejemplo utilizó además electrodos de plata pura al 99,95% para cada uno de los electrodos 1 y 5 en cada Conjunto de electrodos.
Las Tablas 12a a 12h resumen partes del diseño, configuración, localización y voltajes operativos de los electrodos. Tal como se muestra en las Tablas 12a a 12h, se fijaron los voltajes diana en un mínimo de aproximadamente 900 voltios (en el Conjunto de electrodos n° 8) y un máximo de aproximadamente 2.300 voltios (Conjunto de electrodos n° 1).
Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en las figuras 56a, 56b, 56c, 56d, 56e, 56f, 56g y 56h. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en las Tablas 12a a 12h, así como las figuras 56a, 56b, 56c, 56d, 56e, 56f, 56g y 56h, proporcionan una comprensión completa del diseño de electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados a cada electrodo para los procedimientos de fabricación. Para mantener la consistencia con las configuraciones de electrodos informadas de los Ejemplos 1 a 5, se incluyó espacio para ocho conjuntos de electrodos en cada una de las Tablas 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g y 12h, aunque el ID de tanda "AT080" fue la única tanda que realmente utilizó ocho conjuntos de electrodos.
Tabla 12a
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Tabla 12b
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Tabla 12c
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Tabla 12d
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Tabla 12e
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Tabla 12f
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Tabla 12g
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Tabla 12h
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Tabla 12h (continuación)
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Se prepararon muestras para espectroscopía de absorción atómica (EAA) y se obtuvieron valores de medición, tal como se comenta en el Ejemplo 6. La Tabla 12i muestra los resultados. Observar que la Tabla 12i incluye una columna titulada "Configuración de los electrodos". Dicha columna contiene los caracteres "1" y "0" y "X". Los "1" representan una configuración de electrodos correspondiente al Conjunto de electrodos n° 1 (es decir, una combinación 1, 5). Los "0" representan una combinación de electrodos de 5, 5'. El carácter "X" representa que no se encuentra presente ningún electrodo. De esta manera, por ejemplo, "AT084" se representa mediante "1000XXXX" que se refiere a que se utilizó una combinación de conjunto de cuatro electrodos para producir "AT084" y la combinación correspondía al Conjunto n° 1=1, 5; Conjunto n° 2=5, 5; Conjunto n° 3=5, 5 y Conjunto n° 4=5, 5 (no había Conjuntos después del Conjunto n° 4, tal como representa "XXXX").
Tabla 12i
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La Tabla 12i incluye una columna titulada "PPM de Ag medidos (iniciales)". Dicha columna corresponde al contenido de plata de cada una de las ocho soluciones medidas dentro de la hora siguiente a su producción. Tal como se muestra, las ppm medidas se incrementan con cada Conjunto de electrodos añadido, en el que la Tanda AT080 produce un nivel de ppm para la plata comparable a la cantidad de la ID de tanda AT031 del Ejemplo 3. Sin embargo, otra columna titulada "PPM de Ag medidos (10 días)" muestra datos que nos cuentan otra historia. Específicamente, las mediciones de PPM "inicial" y "a los 10 días" son esencialmente iguales (p.ej., dentro del error operativo de la EAA) para las muestras correspondientes a las ID de tanda AT097, AT086, AT085, AT084 y AT083. Lo anterior implica que no se produjo ninguna sedimentación significativa de las partículas constituyentes en cinco de las ocho tandas. Sin embargo, tras examinar las muestras asociadas a las ID de tanda AT082, AT081 y AT080 tras 10 días, había sedimentado una parte significativa de las partículas constituyentes, en donde las muestras obtenidas en la Tanda AT080 perdieron aproximadamente 10 ppm de los 40 ppm debido a la sedimentación de las partículas.
Con el fin de alcanzar una idea de qué tamaños de partícula se estaban produciendo en cada una de las ocho muestras asociadas a dicho Ejemplo 7, se utilizó un enfoque de dispersión dinámica de la luz (DLS, por sus siglas en inglés). Específicamente, los métodos de dispersión dinámica de la luz que utilizan variaciones de las intensidades lumínicas dispersadas de un láser LED se midieron durante el tiempo para determinar cualesquiera cambios de intensidad por el movimiento de las partículas debido a fenómenos brownianos. El instrumento utilizado para realizar dichas mediciones era un DLS VISCOTEK 802 con tecnología alternante dual (D.A.T.).
Todas las mediciones se realizaron utilizando una celda de cuarzo de 12 pl, que se introdujo en un bloque celular de temperatura controlada. Se pasó un haz láser de 827,4 nm por la solución que debía medirse. Se midieron las intensidades de dispersión utilizando un detector CCD con un camino de visión óptico montado transversalmente al del láser. A continuación, se transformaron matemáticamente los datos experimentales utilizando una variación de las ecuaciones de Einstein-Stokes y de Rayleigh para derivar valores representativos de la información de tamaño y distribución de las partículas. La recolección de los datos y transformaciones matemáticas se llevaron a cabo utilizando el software Viscotek Omnisize versión 3.0.0.291. Dicho hardware y software del instrumento proporciona fiablemente mediciones para partículas con un radio de 0,8 nm a 2 pm.
Dicha técnica funciona mejor en el caso de que la solución se encuentre libre de microburbujas y partículas sujetas a movimiento de sedimentación de Stokes (algo que se estaba produciendo claramente en por lo menos tres de las muestras en el presente Ejemplo 7). Todos los recipientes utilizados para contener y preparar materiales para el ensayo se enjuagaron y secaron mediante soplado para eliminar cualesquiera residuos. Toda el agua utilizada para preparar recipientes y muestras se desionizó doblemente y se filtró a través de 0,2 pm. En el caso de que se requiriera solvente, se utilizó únicamente alcohol isopropílico de grado espectrográfico. Todos se enjuagaron con agua limpia después de la exposición a solvente y se limpiaron únicamente con un paño de algodón libre de pelusas.
Una alícuota de muestra de solución, de aproximadamente 3 ml de volumen total, se extrajo con una pequeña jeringa y después se dispensó en un vial para muestras de vidrio de aproximadamente 4 dram. Se fijaron dos (2) filtros de jeringa (0,45 pm) en la jeringa durante dicha operación para filtrar doblemente la muestra, eliminando de esta manera cualesquiera partículas no destinadas como parte de la solución. Dicha muestra se introdujo en una cámara de vacío pequeña, donde se sometió a una exposición de 1 minuto a un vacío de nivel bajo (<29,5 pulgadas de Hg) para someter a ebullición la suspensión, eliminando las microburbujas suspendidas. El vacío se consiguió con una pequeña bomba rotatoria de doble etapa, tal como una Varian SD-40. Utilizando una jeringa de tuberculina de vidrio con una aguja roma de calibre 20 o menos, se extrajo muestra para llenar la jeringa y después se enjuagó y se introdujo en una celda para muestras/cubeta de 12 pl. Se utilizaron jeringas de tipo similar adicionales para extraer la muestra utilizada y enjuagar fluidos de dicha celda. La cubeta llena se inspeccionó para burbujas atrapadas evidentes dentro del camino óptico.
Dicha celda se insertó en el soporte situado en el DLS VISCOTEK 802. Antes de dicha etapa, se dejó que el instrumento se calentase por completo hasta temperaturas operativas durante aproximadamente 30 minutos y operando el software "OmniSIZE" cargado en el ordenador de control. Dicho software se comunica y configura el instrumento a las condiciones prescritas por el fabricante. Seleccionar "nueva" medición. Validar que se han seleccionado los parámetros de medición correctos de la muestra, es decir, temperatura de 40°C. Valor "diana" de atenuación láser de 300k pulsos por segundo, duración de la medición de 3 segundos, agua como solvente, adición y deriva de 20% y 15%, respectivamente. Corregir en caso necesario. A continuación, seleccionar "Herramientas-Opciones" de la barra de menú de control. Asegurarse de que se anotan las opciones correctas, es decir, resolución a 200, ignorar los primeros 2 puntos de datos, umbral de informe de pico de 0 y 256 canales correladores.
Una vez la muestra se había introducido en el soporte, se cerró firmemente la tapa de la cubierta, causando que se abriese el obturador del láser. Se dejó que se estabilizase la temperatura de la muestra durante 5 a 10 minutos. En la barra de herramientas del menú, se seleccionó "Auto-atenuar" para causar el ajuste de la potencia del láser para adaptarse a los requisitos de la medición. Una vez se había configurado el instrumento y la muestra, se observó la pantalla de visualización de la intensidad de dispersión. Los patrones deberían presentar una apariencia uniforme, con picos aleatorios mínimos debidos a nano/microburbujas arrastradas o la sedimentación de partículas grandes.
A continuación, se llevó a cabo una medición. También se observó la curva de correlación en desarrollo. Dicha curva debía mostrar una forma de "S invertida" y no mostrar un "pico" fuera de límites. En el caso de que la configuración fuese correcta, se ajustaron los parámetros para recoger 100 mediciones y a continuación se seleccionó "operar". El instrumento autorrecogió los datos y descartó las curvas de correlación, sin mostrar comportamiento de movimiento browniano. Tras completar la serie de mediciones, se inspeccionar las curvas de correlación retenidas. Todas debían mostrar la forma esperada y mostraban 30% y 90% de comportamientos de movimiento esperados. En este punto, se guardaron los datos recogidos y el software calculó la información del tamaño de partícula. Se repitieron las mediciones para demostrar la reproducibilidad. A continuación, se inspeccionaron las pantallas gráficas resultantes. Los residuos deben presentar una dispersión aleatoria y los puntos de medición de datos deben seguir la curva de correlación teórica calculada. La visualización de la distribución gráfica se limitó a 0,8 nm a 2 pm. Se realizó una revisión de los histogramas de distribución de intensidades y distribución de masas para encontrar los tamaños de partícula y proporciones relativas de cada uno, presentes en la suspensión. A continuación, se guardó y documentó toda la información.
La figura 57a corresponde a un resultado de Viscotek representativo para AT097, y la figura 57b corresponde a un resultado de Viscotek representativo para AT080. Los números informados en las figuras 57a y 57b corresponden a los radios de las partículas detectadas en cada solución. Debe indicarse que se examinaron múltiples (p.ej., cientos) de puntos de datos para proporcionar los números informados en la Tabla 12i y las figuras 57a y 57b son sólo una selección de dichos valores medidos.
En un esfuerzo por entender adicionalmente las partículas producidas como una función de las diferentes combinaciones de electrodos explicadas en el Ejemplo 7, se obtuvieron fotomicrografías de SEM de ampliación similar de cada solución seca correspondiente a cada una de las ocho soluciones producidas en dicho ejemplo. Dichas fotomicrografías de SEM se muestran en las figuras 58a a 58h. La figura 58a corresponde a una muestra de ID de tanda AT086 y la figura 58q corresponde a una muestra de ID de tanda AT080. Cada fotomicrografía de SEM muestra una barra de "1 p" (es decir, 1 micra). La tendencia observable general de dichas fotomicrografías es que los tamaños de partícula se incrementan gradualmente de las muestras AT086 a AT083, aunque después empiezan a incrementarse rápidamente dentro de las muestras de AT082 a AT080. Debe señalarse que la materia particulada era tan pequeña y de una concentración tan baja que no se disponía de imágenes para el ID de tanda AT097.
Debe señalarse que se prepararon muestras para la SEM dejando que se secase al aire una pequeña cantidad de cada solución sobre un portaobjetos de vidrio. De acuerdo con lo anterior, resulta posible que se haya producido algo de crecimiento de cristales durante el secado. Sin embargo, la cantidad de "crecimiento" mostrado en cada una de las muestras AT082 a AT080 es más del que posiblemente podría haber ocurrido durante el secado solamente. Resulta evidente a partir de las fotomicrografías de SEM que resultan evidentes cristales de forma cúbica en AT0821, AT081 y AT080. De hecho, se muestran cristales de forma cúbica prácticamente perfecta en la figura 58q, asociados a la muestra AT080.
De acuerdo con lo anterior, sin deseo de restringirse a ninguna teoría o explicación en particular, en la comparación de los resultados del Ejemplo 7 con el Ejemplo 6, se torna evidente que la creación del plasma 4 presenta un profundo impacto sobre este procedimiento. Además, una vez se ha establecido el plasma 4, las condiciones favorecen la producción de constituyentes de base metálica, incluyendo nanopartículas de base plata, incluyendo el crecimiento aparente de partículas como función de cada nuevo conjunto de electrodos 5', 5' proporcionado secuencialmente a lo largo del elemento de canal 30. Sin embargo, en el caso de que el objetivo del procedimiento sea mantener la suspensión de nanopartículas de base metálica en solución, entonces, bajo las condiciones de procedimiento de dicho Ejemplo 7, algunas de las partículas producidas empiezan a sedimentar en proximidad a los últimos tres Conjuntos de electrodos (es decir, los Id de tanda AT082, AT081 y AT080). Sin embargo, en el caso de que el objetivo del procedimiento sea conseguir la sedimentación de materia particulada, el objetivo puede conseguirse siguiendo las configuraciones en las Tandas AT082, AT081 y AT080.
Se obtuvieron los espectros de UV-Vis para cada una de las mezclas sedimentadas AT097-AT080. Específicamente, se obtuvieron espectros de UV-Vis tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria (ver el comentario en la sección titulada "Caracterización de los materiales de los Ejemplos 1 a 5 y mezclas de los mismos"). La figura 59a muestra los espectros de UV-Vis de cada una de las muestras AT07 a AT080 para las longitudes de onda entre 200 nm y 220 nm. Los espectros correspondientes a AT097 se encuentran fuera del gráfico a esta escala, de manera que se ha proporcionado una vista ampliada en la figura 59b. Resulta interesante señalar para cada conjunto de electrodos 5, 5' que se añade secuencialmente a lo largo del elemento de canal 30, se reducen en cantidad los espectros asociados a AT097.
Los espectros de UV-Vis para estas mismas ocho muestras también se muestran en la figura 59c. Específicamente, dicha figura 59c examina las longitudes de onda en el intervalo de 220 nm a 620 nm. Resulta interesante que las tres muestras correspondientes a AT080, AT081 y AT082 se encuentran todas significativamente por encima de los demás cinco espectros.
En un esfuerzo por determinar la eficacia contra las bacterias de E. coli (comentado en mayor detalle anteriormente en la presente memoria), se diluyó cada una de las ocho soluciones producidas según dicho Ejemplo 6 a exactamente las mismas ppm para la plata a fin de comparar sus eficacias relativas en un enfoque normalizado. A este respecto, el procedimiento de normalización se basó, para cada una de las muestras, en las mediciones de ppm obtenidas después de diez días de sedimentación. De acuerdo con lo anterior, por ejemplo, las muestras preparadas según la Tanda AT080 se diluyeron de 31,6 ppm a 4 ppm, mientras que las muestras asociadas a la Tanda AT083 se diluyeron de 28,1 ppm a 4 ppm. A continuación, dichas muestras se diluyeron adicionalmente para permitir la realización de las mediciones de Bioscreen, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria.
La figura 60 corresponde a una operación de lector microbiológico Bioscreen C realizada con las mismas ppm de plata obtenidas de cada una de las muestras AT097 a AT080. Los resultados en la figura 60 son inesperados en el aspecto de que la eficacia de cada una de las ocho soluciones concuerda perfectamente en secuencia, con la máxima eficacia en AT086 y la mínima eficacia en AT080. Debe señalarse que la eficacia para la muestra AT097 involuntariamente no se incluyó en dicha operación particular de Bioscreen. Además, aunque los resultados en cualquier operación de Bioscreen son muy fiables para fines comparativos, los resultados entre operaciones de Bioscreen realizadas en tiempos separados podrían no proporcionar comparaciones fiables debido a que, por ejemplo, las concentraciones iniciales de bacterias son ligeramente diferentes, el estadio de crecimiento de las bacterias es ligeramente diferente, etc. De acuerdo con lo anterior, no se realizaron comparaciones en ninguno de los Ejemplos en la presente memoria entre operaciones de Bioscreen realizadas en diferentes tiempos.
Ejemplo 8
Fabricación de nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata AT089, AT090 y AT091 utilizando uno o dos plasmas.
El presente ejemplo utiliza el mismo aparato básico utilizado para producir las soluciones de los Ejemplos 1 a 5; sin embargo, el presente ejemplo utiliza únicamente un solo plasma 4 para producir AT090 (es decir, de manera similar a AT080); dos plasmas 4 para producir AT091 (es decir, de manera similar a AT31), y dos plasmas 4 para producir AT089 (primera tanda), en el que el Conjunto de electrodos n° 1 y el Conjunto de electrodos n° 8 utilizan ambos plasmas 4. El presente ejemplo utilizó además electrodos de plata pura al 99,95% para cada uno de los electrodos 1 y 5 en cada Conjunto de electrodos.
Las Tablas 13a, 13b y 13c resumen partes de diseño, configuración, localización y voltajes operativos de electrodos. Tal como se muestra en las Tablas 13a a 13c, los voltajes diana eran de media más altos asociados a AT089 y más bajos asociados a AT091.
Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en las figuras 61a, 61b y 61c. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en las Tablas 13a a 13c, así como las figuras 61a, 61b y 61c, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante los procedimientos de fabricación.
Tabla 13a
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Tabla 13b
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Tabla 13c
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Tabla 13c (continuación)
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Se prepararon muestras para espectroscopía de absorción atómica (EAA) y se obtuvieron valores de medición, tal como se comenta en el Ejemplo 6. La Tabla 13d muestra los resultados. Observar que la Tabla 13d incluye una columna titulada "Configuración de los electrodos". Dicha columna contiene los caracteres "1" y "0". Los "1" representan una configuración de electrodos correspondiente al Conjunto de electrodos n° 1 (es decir, una combinación 1, 5). Los "0" representan una combinación de electrodos de 5, 5'. De esta manera, por ejemplo, "AT089" se representa mediante "10000001" que se refiere a que se utilizó una combinación de conjunto de ocho electrodos para producir "AT089" y la combinación correspondía al Conjunto n° 1=1, 5; Conjunto n° 2 a n° 7=5, 5 y Conjunto n° 8=1, 5.
Tabla 13d
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La Tabla 13d incluye una columna titulada "PPM de Ag medidos (iniciales)". Dicha columna corresponde al contenido de plata de cada una de las ocho soluciones medidas dentro de la hora siguiente a su producción. Tal como se muestra, las ppm medidas para cada una de las tres tandas eran generalmente similares. Sin embargo, otra columna titulada "PPM de Ag medidos (20 horas)" muestran que las mediciones de PPM "iniciales" y "a las 20 horas" son esencialmente iguales (p.ej., dentro del error del operador de la EAA) para las muestras correspondientes a las ID de tanda AT089 y AT091. Lo anterior implica que no se había producido ninguna sedimentación significativa de las partículas constituyentes en dichas tandas. Sin embargo, se examinó la muestra asociada a la ID de tanda AT090 tras 20 horas; se había sedimentado una parte significativa de las partículas constituyentes, en donde las muestras obtenidas en la Tanda AT089 perdieron aproximadamente 3,6 ppm de los 40 ppm debido a la sedimentación de las partículas.
Tal como se comenta en el Ejemplo 7, se utilizó un enfoque de dispersión dinámica de la luz (DLS) para obtener el tamaño medio de las partículas producidas en cada una de dichas tres muestras. Las partículas más grandes se produjeron en AT090, y las partículas más pequeñas se produjeron en AT091. Específicamente, la figura 62a corresponde a AT090; la figura 62b corresponde a AT091, y la figura 62c corresponde a AT089.
En un esfuerzo por determinar la eficacia contra las bacterias de E. coli (comentado en mayor detalle anteriormente en la presente memoria), se diluyó cada una de las tres soluciones producidas según dicho Ejemplo 8 a exactamente las mismas ppm de plata a fin de comparar sus eficacias relativas en un enfoque normalizado. A este respecto, el procedimiento de normalización se basó, para cada una de las muestras, en las mediciones de ppm obtenidas después de veinte horas de sedimentación. De acuerdo con lo anterior, por ejemplo, las muestras preparadas según la Tanda AT090 se diluyeron de 37,2 ppm a 4 ppm, mientras que las muestras asociadas a la Tanda AT091 se diluyeron de 44,0 ppm a 4 ppm. A continuación, dichas muestras se diluyeron adicionalmente para permitir la realización de las mediciones de Bioscreen, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria. La figura 63 corresponde a una operación de lector microbiológico Bioscreen C realizada con las mismas ppm de plata obtenidas de cada una de las muestras AT089 a AT091. Los resultados en la figura 63 muestran que la eficacia de cada una de las tres soluciones concuerda, correspondiendo a los tamaños de partícula mostrados en las figuras 62a a 62c, con la máxima eficacia en AT091 y la mínima eficacia en AT090. Además, aunque los resultados en cualquier operación de Bioscreen resultan muy fiables para fines comparativos, los resultados entre operaciones de Bioscreen realizadas en tiempos separados podrían no proporcionar comparaciones fiables debido a que, por ejemplo, las concentraciones iniciales de bacterias son ligeramente diferentes, el estadio de crecimiento de las bacterias es ligeramente diferente, etc. De acuerdo con lo anterior, no se realizaron comparaciones en la presente memoria entre operaciones de Bioscreen realizadas en diferentes tiempos.
Ejemplo 9
Fabricación de nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata AT092, AT092, AT093, AT094 y AT095 utilizando plasmas en múltiples atmósferas.
El presente ejemplo utiliza esencialmente el mismo aparato básico utilizado para producir las soluciones de los Ejemplos 1 a 5; sin embargo, el presente ejemplo utiliza dos plasmas 4 presentes en un medio de atmósfera controlada. Las atmósferas controladas se obtuvieron mediante la utilización de la realización mostrada en la figura 28h. Específicamente, para el Conjunto de electrodos n° 1 y el Conjunto de electrodos n° 4, el presente ejemplo utiliza una configuración "1, 5", en el que el electrodo 1 crea un plasma en cada una de las atmósferas siguientes: aire, nitrógeno, reductora, ozona y helio. Todos los demás Conjuntos de electrodos n° 2, n° 3 y n° 5 a n° 8 presentaba una configuración de electrodos "5, 5"'. El presente ejemplo utilizó además electrodos de plata pura al 99,95% para cada uno de los electrodos 1 y 5 en cada Conjunto de electrodos.
Las Tablas 14a a 14e resumen partes del diseño, configuración, localización y voltajes operativos de los electrodos. Tal como se muestra en las Tablas 14a a 14e, se fijaron los voltajes diana en un mínimo de aproximadamente 400 a 500 voltios (atmósfera reductora y ozono) y un máximo de aproximadamente 3.000 voltios (atmósfera de helio). Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en las figuras 64 a a 64e. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en las Tablas 14a a 14e, así como las figuras 64a a 64e, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante los procedimientos de fabricación. Las atmósferas utilizadas para cada plasma 4 para cada electrodo 1 para el Conjunto de electrodos n° 1 y el Conjunto de electrodos n° 4 eran las siguientes: AT091-Aire; AT092-Nitrógeno; AT093-Reductor o Despojado de aire; AT094-Ozono, y AT095-Helio. Las atmósferas para cada una de las Tandas AT092 a AT095 se consiguieron mediante la utilización del dispositivo de control atmosférico 35 mostrado en, por ejemplo, la figura 28h. Específicamente, se consiguió una atmósfera de nitrógeno en torno a cada electrodo 1, 5 en el Conjunto de electrodos n° 1 y el Conjunto de electrodos n° 4 haciendo fluir gas nitrógeno (de alta pureza) mediante tubos 286 hacia el interior de la parte de entrada 37 del dispositivo de control atmosférico 35 mostrado en la figura 28h. El caudal de gas nitrógeno era suficiente para conseguir una presión positiva de gas nitrógeno causando que el gas nitrógeno cree una presión positiva sobre el agua 3 dentro del dispositivo de control atmosférico 35.
De manera similar, se consiguió la atmósfera de ozono (AT094) mediante la creación de una presión positiva de ozono creada con un generador de ozono e introducido en el dispositivo de control atmosférico 35 tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria. Debe indicarse que probablemente se encontraba presente un contenido significativo de nitrógeno en el ozono suministrado.
Además, la atmósfera de helio (AT095) se consiguió mediante la creación de una presión positiva de helio introducida en el dispositivo de control atmosférico 35 tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria.
La atmósfera de aire se consiguió sin utilizar el dispositivo de control atmosférico 35.
La atmósfera reductora (o atmósfera despojada de aire) se consiguió proporcionando el dispositivo de control atmosférico 35 en torno a cada electrodo 1, 5 en los Conjuntos de electrodos n° 1 y n° 4 y no proporcionando ningún gas en la parte de entrada 37 de los dispositivos de control atmosférico 35. En este caso, la atmósfera externa (es decir, una atmósfera de aire) se encontró que entraba en el dispositivo de control atmosférico 35 por el orificio 37 y el plasma 4 creado era de color notablemente más naranja en comparación con el plasma de atmósfera de aire.
En un esfuerzo por entender la composición de cada uno de los plasmas 4, se utilizó un "Espectrómetro CCD de silicio de control de fotones SPM-002-E" (de Blue Hill Optical Technologies, Westwood, Massachusetts) para recoger los espectros de cada uno de los plasmas 4.
Específicamente, en referencia a las figuras 65a y 65b, el espectrómetro de CCD de silicio de control de fotones 500 se utilizó para recoger espectros (200 a 1090 nm, resolución centro/borde 0,8/2,0 nm) en cada plasma 4 generado entre el electrodo 1 y la superficie 2 del agua 3. El espectrómetro 500 se unión mediante un cable USB a un ordenador (no mostrado) cargado con el software del espectrómetro de control fotónico, revisión 2.2.3. Se montó un cable de parche de fibra óptica de núcleo de 200 pm 502 (SMA-905, Blue Hill Optical Technologies) sobre el extremo de un soporte de plexiglás 503. Se montó un puntero láser 501 (puntero láser ultradelgado Radio Shack, n° 63-1063) en la cara opuesta 506 del soporte de plexiglás. Dicho ensamblaje 503 se creó de manera que el cable óptico 502 pudiese posicionarse exacta y repetidamente de manera que estuviese dirigido directamente a la misma parte intermedia de cada plasma 4 formado mediante la utilización del puntero láser 501 como dispositivo apuntador.
Antes de la recolección de cualesquiera espectros creados por cada plasma 4, el dispositivo de control atmosférico 35 se saturó con cada gas durante 30 segundos y se recogió un espectro de fondo con una exposición de 2 segundos configurada en el paquete de software. El plasma 4 se encontraba activo durante 10 minutos antes de cualquier recolección de datos. El punto primario del láser 501 se alineó con el mismo punto cada vez. Se recogieron tres espectros separados de cada tanda y después se calculó el promedio. Los resultados de cada espectro se muestran en las figuras 66a a 66e (comentadas posteriormente en la presente memoria en el presente ejemplo).
Tabla 14a
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Tabla 14b (continuación)
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Tabla 14c
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Tabla 14c (continuación)
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Tabla 14d
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Tabla 14e
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Se prepararon muestras para espectroscopía de absorción atómica (EAA) y se obtuvieron valores de medición, tal como se comenta en el Ejemplo 6. La Tabla 14f muestra los resultados. Observar que la Tabla 14f incluye una columna titulada "Configuración de los electrodos". Dicha columna contiene los caracteres "1" y "0". Los "1" representan una configuración de electrodos correspondiente al Conjunto de electrodos n° 1 (es decir, una combinación 1, 5). Los "0" representan una combinación de electrodos de 5, 5'. De esta manera, por ejemplo, "AT091" se representa mediante "10010000" que se refiere a que se utilizó una combinación de conjunto de ocho electrodos para producir "AT091" y la combinación correspondía al Conjunto n° 1=1, 5; Conjunto n° 2=5, 5, Conjunto n° 3=5,5; Conjunto n° 4=1, 5 y Conjunto n° 5 a n° 8=5, 5.
Tabla 14f
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La Tabla 14f incluye una columna titulada "PPM de Ag medidos". Dicha columna corresponde al contenido de plata de las ocho soluciones. Tal como se muestra, las ppm medidas producidas en cada una de las atmósferas de aire, nitrógeno, reductora y de ozono eran sustancialmente similares. Sin embargo, la atmósfera de helio (es decir, AT095) produjo un nivel de ppm mucho más bajo. Además, el tamaño de la materia particulada en la solución AT095 era significativamente superior al tamaño de la materia particulada en cada una de las demás cuatro soluciones. Se determinaron los tamaños de las partículas mediante métodos de dispersión dinámica de la luz, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria.
Resulta evidente a partir de las figuras 66a a 66e que cada espectro mostrado en las mismas creado a partir del plasma 4 presentaba varios picos muy prominentes. Por ejemplo, dichos picos prominentes asociados a cada una de las atmósferas de aire, nitrógeno, reductora y de ozono, todos mostraban similitudes fuertes. Sin embargo, los picos espectrales asociados a los espectros creados por el plasma 4 (es decir, al proporcionar helio como la atmósfera) son bastante diferentes de los otros cuatro picos. A este respecto, la figura 66a muestra la respuesta espectral completa para cada plasma 4 para cada uno de los gases utilizados en el presente ejemplo en todo el intervalo de longitudes de onda, de 200 a 1000 nm. Las figuras 66b y 66c se centran en determinadas partes de los espectros de interés e identifican por nombre las atmósferas asociadas a cada espectro. Las figuras 66d y 66e identifican los picos comunes específicos en cada uno de dichos espectros. Específicamente, las figuras 67a a 67f se han extraído de los artículos comentados anteriormente en la presente memoria. Dichas figuras 67a a 67f ayudan a identificar los picos activos en el plasma 4 del presente Ejemplo 9. Resulta evidente que los picos espectrales asociados a la atmósfera de helio son bastante diferentes de los picos espectrales asociados a las otras cuatro atmósferas.
En un esfuerzo por determinar la eficacia contra las bacterias de E. coli (comentado en mayor detalle anteriormente en la presente memoria), se diluyó cada una de las cinco soluciones producidas según el presente Ejemplo 9 a exactamente las mismas ppm de plata a fin de comparar sus eficacias relativas en un enfoque normalizado. De acuerdo con lo anterior, por ejemplo, las muestras preparadas según la Tanda AT091 se diluyeron de 44,0 ppm a 4 ppm, mientras que las muestras asociadas a la Tanda AT095 se diluyeron de 28,3 ppm a 4 ppm. A continuación, dichas muestras se diluyeron adicionalmente para permitir la realización de las mediciones de Bioscreen, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria. La figura 68 corresponde a una operación de lector microbiológico Bioscreen C realizada con las mismas ppm de plata obtenidas de cada una de las muestras AT091 a AT095. Los resultados en la figura 68 muestran que la eficacia más alta era AT094 y AT096 (observación: AT096 se produjo según el Ejemplo 10 y se comentará en mayor detalle en el mismo) y la eficacia más baja fue AT095. Además, aunque los resultados en cualquier operación de Bioscreen resultan muy fiables para fines comparativos, los resultados entre operaciones de Bioscreen realizadas en tiempos separados podrían no proporcionar comparaciones fiables debido a que, por ejemplo, las concentraciones iniciales de bacterias son ligeramente diferentes, el estadio de crecimiento de las bacterias es ligeramente diferente, etc. De acuerdo con lo anterior, no se realizaron comparaciones en la presente memoria entre operaciones de Bioscreen realizadas en diferentes tiempos.
Ejemplo 10
Fabricación de las nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata AT096 utilizando un puente de diodos para rectificar una fuente de alimentación AC para formar plasmas.
El presente ejemplo utiliza esencialmente el mismo aparato básico utilizado para producir las soluciones de los Ejemplos 1 a 5; sin embargo, el presente ejemplo utiliza dos plasmas 4 formados con una fuente de alimentación de tipo Dc (es decir, una fuente de alimentación rectificada con un puente de diodos). Específicamente, para el Conjunto de electrodos n° 1 y el Conjunto de electrodos n° 4, el presente ejemplo utiliza una configuración de electrodos "1, 5", en la que el electrodo 1 crea un plasma 4 de acuerdo con la fuente de alimentación mostrada en la figura 32c. Todos los demás Conjuntos de electrodos n° 2, n° 3 y n° 5 a n° 8 presentaban una configuración de electrodos "5, 5"'. El presente ejemplo utilizó además electrodos de plata pura al 99,95% para cada uno de los electrodos 1 y 5 en cada Conjunto de electrodos.
La Tabla 15 resume partes del diseño, configuración, localización y voltajes operativos de los electrodos. Tal como se muestra en la Tabla 15, se fijaron los voltajes diana en un mínimo de aproximadamente 400 voltios (Conjunto de electrodos n° 4) y un máximo de aproximadamente 1.300 voltios (Conjunto de electrodos n° 3).
Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en la figura 69. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en la Tabla 15, así como en la figura 69, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante los procedimientos de fabricación.
Tabla 15
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Tabla 15 (continuación)
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Se prepararon muestras para espectroscopía de absorción atómica (EAA) y se obtuvieron valores de medición, tal como se comenta en el Ejemplo 6. La Tabla 15a muestra los resultados. Observar que la Tabla 15a incluye una columna titulada "Configuración de los electrodos". Dicha columna contiene los caracteres "1" y "0". El "1*" representa una configuración de electrodos correspondiente al Conjunto de electrodos n° 1 (es decir, una combinación 1, 5, en la que el electrodo 1 está negativamente polarizado y el electrodo 5 se encuentra positivamente polarizado). Los "0" representan una combinación de electrodos de 5, 5'.
Tabla 15a
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La Tabla 15a incluye una columna titulada "PPM de Ag medidos". Dicha columna corresponde al contenido de plata de la solución. Tal como se muestra, las ppm medidas eran de 51,2 ppm, que eran sustancialmente superiores a cualesquiera otras muestras preparadas mediante los otros ocho conjuntos de electrodos utilizados en cualquier otro ejemplo.
En un esfuerzo por determinar la eficacia contra las bacterias de E. coli (comentado en mayor detalle anteriormente en la presente memoria), dicha solución AT096 se sometió a ensayo frente a cada una de las cinco soluciones producidas según el Ejemplo 9, anteriormente en la presente memoria. Específicamente, la totalidad de las cinco soluciones del Ejepmlo 9 y AT096 se diluyeron a exactamente las mismas ppm para la plata a fin de comparar sus eficacias relativas de una manera normalizada tal como se ha comentado en el Ejemplo 9. La figura 68 corresponde a una operación de lector microbiológico Bioscreen C realizada con las mismas ppm de plata obtenidas de cada una de las muestras AT091 a AT096. Los resultados en la figura 68 muestran que AT096 era de las soluciones con mejor rendimiento. Además, aunque los resultados en cualquier operación de Bioscreen resultan muy fiables para fines comparativos, los resultados entre operaciones de Bioscreen realizadas en tiempos separados podrían no proporcionar comparaciones fiables debido a que, por ejemplo, las concentraciones iniciales de bacterias son ligeramente diferentes, el estadio de crecimiento de las bacterias es ligeramente diferente, etc. De acuerdo con lo anterior, no se realizaron comparaciones en la presente memoria entre operaciones de Bioscreen realizadas en diferentes tiempos.
La atmósfera utilizada para AT096 era aire, y los espectros correspondientes del plasma de aire se muestran en las figuras 70a, 70b y 70c. Dichos espectros son similares a los proporcionados en las figuras 66a, 66b y 66c. Adicionalmente, las figuras 70a, 70b y 70c muestran espectros asociados a las atmósferas de nitrógeno, reductora o despojada de aire y helio, todas producidas según la configuración que se conforma a la utilizada para producir el plasma 4 en AT096. Dichas atmósferas y las mediciones asociadas a las mismas se produjeron de acuerdo con las enseñanzas en el Ejemplo 9.
De manera similar, las figuras 71a, 71b y 71c muestran un conjunto similar de espectros obtenido de los plasmas 4 al revertir la polaridad del electrodo 1 utilizado anteriormente en el presente ejemplo. A este respecto, también se utilizó la totalidad de las atmósferas de aire, nitrógeno, reductora o despojada de aire y helio, aunque en este caso el electrodo 1 adquirió polaridad positiva y el electrodo 5 (es decir, la superficie 2 del agua 3) adquirió polaridad negativa. Ejemplo 11
Ensayos de eficacia y citotoxicidad de soluciones de nanopartículas relacionadas.
El presente ejemplo sigue las enseñanzas de los Ejemplos 2 [AT060], 3 [AT031-AT064] y 4 [BT006-BT012] para fabricar dos nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata diferentes y una nanopartícula/solución de nanopartículas de base cinc. Adicionalmente, también se produjo una nueva solución diferente (es decir, PT001) basada en parte en el procedimiento de producción de BT006 y BT012. Una vez producidas, las tres soluciones se sometieron a ensayo para eficacia y citotoxicidad.
Específicamente, la solución preparada mediante el método del Ejemplo 2 (es decir, AT060) se sometió a ensayo para citotoxicidad contra células epiteliales hepáticas murinas, tal como se ha comentado anteriormente en la presente memoria. Se muestran los resultados en la figura 72a. De manera similar, se preparó una solución producida según el Ejemplo 3 (es decir, AT031), "AT064", y de manera similar también se sometió a ensayo para citotoxicidad. Se muestran los resultados en la figura 72b. Además, el material producido según el Ejemplo 4 (es decir, BT006) se produjo y denominó "BT012" y de manera similar se sometió a ensayo para citotoxicidad. Se muestran los resultados en la figura 72c.
A continuación, se produjeron mezclas de los materiales (es decir, AT060, AT064 y BT012) con el fin de formar GR5 y GR8 de acuerdo con lo mostrado en la Tabla 8 en la presente memoria relativa a las soluciones GR5 y GR8. Específicamente, se mezcló AT064 y BT012 para formar GR5; y se mezcló AT060 y BT012 para formar GR8, resultando en que las cantidades de plata y cinc en cada una era iguales a las mostradas en la Tabla 8.
Una vez se habían formado las soluciones de GR5 y GR8, se midió la citotoxicidad de cada una. Específicamente, tal como se muestra en la figura 73a y en la figura 73b, se determinó la citotoxicidad de GR5. A este respecto, la LD50 de GR5, basada en la concentración de nanopartículas de plata, era de 5,092; mientras que la LD50 basada en la concentración de nanopartículas totales (es decir, tanto plata como cinc) era de 15,44.
En comparación, la figura 74a muestra la LD50, basada en la concentración de nanopartículas con plata, para GR8, que era de 4,874. De manera similar, la figura 74b muestra la LD50, igual a 18,05, respecto a la concentración de nanopartículas totales (es decir, el total de partículas de plata y cinc) en GR8.
El otro material en el presente Ejemplo 11, "PT001", se produjo mediante el procedimiento siguiente. El Conjunto de electrodos n° 1 era una combinación 1, 5. El Conjunto de electrodos n° 2 también era una combinación 1, 5. No había conjuntos de electrodos en las posiciones 2 a 8. De acuerdo con lo anterior, la designación para dicha combinación de electrodos era "11XXXXXX". La composición de cada uno de los electrodos 1 y 5 en ambos Conjuntos de electrodos n° 1 y n° 2 era platino de alta pureza (es decir, 99,999%). La Tabla 16a proporciona las condiciones de tanda específica para PT001.
Además, los gráficos de columna de los voltajes real y diana para cada electrodo en cada conjunto de electrodos se muestran en la figura 75. De acuerdo con lo anterior, los datos contenidos en la Tabla 16a, así como en la figura 75, proporcionan una comprensión completa del diseño de los electrodos en cada conjunto de electrodos, así como los voltajes diana y reales aplicados en cada electrodo durante los procedimientos de fabricación.
Tabla 16a
Figure imgf000083_0001
A continuación, la solución PT001 se trató como si presentará un volumen equivalente de nanopartículas de base cinc equivalente a las presentes en BT012 (es decir, 23 ppm de cinc). En otras palabras, se añadió un volumen de aproximadamente 150 ml de PT001 a aproximadamente 50 ml de AT064 para producir GR5* y se añadió un volumen de aproximadamente 170 ml de PT001 a aproximadamente 33 ml de AT060 para producir GR8 *. Una vez mezcladas, estas nuevas soluciones de materiales (es decir, GR5* y GR8 *) se dejaron en reposo durante 24 horas antes de someterlas a ensayo para citotoxicidad.
La figura 76a muestra que la LD50 para GR5* era 8,794 (es decir, basada en la concentración total de nanopartículas de plata). Lo anterior se compara con una LD50 para la plata sola en AT064 de 7,05, y una LD50 para GR5 (basada en solo la concentración de plata) de 5,092.
De manera similar, la figura 76b muestra la citotoxicidad de GR8 * como una función de la concentración de nanopartículas de plata. La LD50 (es decir, basada en la concentración de nanopartículas de plata) para GR8 era de 7,165. Lo anterior se compara directamente con una LD50 para AT060 de 9,610, y una LD50 para GR8 (basada en solo la concentración de plata) de 4,874.
De acuerdo con lo anterior, la LD50 de cada uno de GR5* y GR8 * era más elevada que las LD50 correspondientes de GR5 y GR8 , respectivamente (es decir, con respecto al contenido de plata de cada una de las mezclas GR5 y GR8 ). A continuación, se compararon las eficacias biológicas contra E. coli de cada una de GR5 y GR5*. Específicamente, la figura 77a muestra una reacción de Bioscreen, llevada a cabo siguiendo los procedimientos comentados anteriormente en la presente memoria. En dicha reacción de Bioscreen, resulta evidente que los rendimientos de GR5 y GR5* eran sustancialmente idénticos.
De manera similar, también se llevó a cabo una comparación entre la eficacia biológica contra E. coli para GR8 y GR8 *. Se muestra dicha comparación en la figura 77b. Tanto GR8 como GR8 * presentaban ambas un rendimiento biológico idéntico.
De acuerdo con lo anterior, dicho Ejemplo muestra que la citotoxicidad de las soluciones GR5 y GR8 puede reducirse mediante la utilización de la solución PT001 en lugar de BT012 en cada una de las mezclas GR5 y GR8. Además, dicha citotoxicidad se reduce sin sacrificar la eficacia biológica contra E. coli, tal como se muestra en las figuras 77a y 77b.
Sin embargo, debe entenderse que pueden obtenerse otros beneficios in vivo mediante la presencia de, por ejemplo, el material correspondiente a BT012 en las soluciones GR5 y GR8.
Ejemplo 12
Comparación del rendimiento biológico de dos nanopartículas/soluciones de nanopartículas de base plata diferentes mediante la adición de nanopartículas/soluciones de nanopartículas de cinc variables y estudio de envejecimiento relacionado.
Los materiales dados a conocer en el Ejemplo 11, es decir, AT064 y AT060, y un equivalente a BT012 (es decir, BT013) se mezclaron entre sí en proporciones variables para determinar si podían observarse cualesquiera diferencias de eficacia biológica (p.ej., de manera similar a los estudios mostrados en las figuras 49 y 50). Sin embargo, en el presente estudio, se investigó la eficacia biológica como función del tiempo transcurrido entre la mezcla de las soluciones y el ensayo para eficacia biológica.
Específicamente, la figura 78a muestra los resultados de eficacia biológica de una diversidad de mezclas de AT064 con BT013, en donde la cantidad de AT064 se mantiene en ppm constantes respecto a la cantidad de BT013 añadida. De acuerdo con lo anterior, ello resultó en una secuencia creciente de adición de cinc de la manera siguiente: 2 ppm de Zn, 4 ppm de Zn, 8 ppm de Zn y 13 ppm de Zn. Estas cantidades diferentes de adición de Zn se consiguieron mediante un enfoque similar utilizado para generar los datos asociados a las figuras 49 y 50. La figura 78a muestra claramente que el rendimiento biológico de AT064 resulta potenciado por la adición de BT013. Observar que los ensayos de eficacia se iniciaron inmediatamente después de la mezcla de AT064 y BT013. Específicamente, la figura 78a muestra el rendimiento biológico de las diversas mezclas de plata-cinc, en las que dichas mezclas se mezclaron tan pronto en el tiempo como resultase posible (At=0) al inicio de la tanda de Bioscreen. Los 13 ppm de Zn añadidos mostraron un gran rendimiento potenciado respecto a AT064, así como los otros niveles de ppm más bajos de cinc. Sin embargo, sólo existían ligeras diferencias de rendimiento entre las adiciones de 2 ppm, 4 ppm y 8 ppm de Zn, de unas respecto a otras. Dichos rendimientos relativos resultaron muy potenciados en la figura 78b.
Específicamente, la figura 78b muestra un At=1, que corresponde en dejar las materias primas AT064 y BT013 en reposo sin perturbaciones después de mezclarlas durante aproximadamente 24 horas antes de añadirlas al ensayo de Bioscreen. Se observaron claras diferencias de eficacia biológica entre todas las adiciones de ppm de Zn a AT064, funcionando todavía los 13 ppm igual que el control negativo tras 0,8 días. De acuerdo con lo anterior, se consiguió un rendimiento potenciado mediante la mezcla de BT013 y AT064 dejando transcurrir un periodo de tiempo después de la mezcla, antes de los ensayos de eficacia biológica.
La figura 79a muestra resultados ligeramente diferentes de los de la figura 78a. Particularmente, la figura 79a muestra los cambios de eficacia biológica de AT060 en la mezcla con 2 ppm de Zn, 4 ppm de Zn, 8 ppm de Zn y 13 ppm de Zn. En contraste con la figura 78a, las adiciones de 2 ppm y 4 ppm de Zn a AT060 no mostró ningún cambio de eficacia biológica tras la mezcla y realización inmediata de los ensayos biológicos. De acuerdo con lo anterior, con At=0 en el presente experimento, que correspondía a la mezcla de AT060 y BT013 y los ensayos inmediatos en el Bioscreen, no se observó ninguna potenciación de la eficacia para la adición de 2 ppm y 4 ppm de Zn. Se observó un rendimiento ligeramente potenciado de AT060 con 8 ppm de Zn y 13 ppm de Zn.
Sin embargo, los resultados de eficacia biológica eran drásticamente diferentes en la figura 79b. En dicho experimento de eficacia, se dejaron los componentes AT060 y BT013 juntos en reposo durante At=1, que corresponde a aproximadamente 24 horas. Tras dejar los materiales AT060 y BT013 juntos en reposo durante aproximadamente 24 horas, y la realización posterior de ensayos de Bioscreen, se observó un abanico de eficacias, similar a las mostradas en la figura 78b. Específicamente, existían claras diferencias de eficacia biológica entre AT060 con adiciones de cada uno de 2 ppm, 4 ppm, 8 ppm y 13 ppm de Zn, respectivamente.
Se llevaron a cabo ensayos adicionales de eficacia biológica para determinar si el "tiempo de retención" adicional presentaba efectos adicionales de potenciación. Específicamente, los datos en la figura 79c corresponden a un "tiempo de retención" de At=2 (es decir, aproximadamente 48 horas) antes de los ensayos para cambios de eficacia de AT060 como función de una concentración creciente en ppm de Zn. Se determinó que los cambios de eficacia mostrados en la figura 79c eran sustancialmente idénticos a los cambios de eficacia mostrados en la figura 79b. De acuerdo con lo anterior, resulta evidente que las reacciones que se produjeron en la figura 79b aparentemente no ocurrían en ningún grado mayor entre las 24 y 48 horas.
En un esfuerzo por clarificar las diferencias de eficacia biológica observadas en la figura 78a vs. la figura 78b, y en la figura 79a vs. las figuras 79b y 79c, se llevó a cabo un experimento de dispersión dinámica de la luz ("DLS"), siguiendo los procedimientos comentados anteriormente en la presente memoria.
Específicamente, se llevaron a cabo dos conjuntos de ensayos de DLS. En el primer ensayo, se mezclaron AT064 y BT013 en proporción para producir GR5 (es decir, aproximadamente 50 ml de AT064 y aproximadamente 150 ml de BT013). En el segundo ensayo, se mezclaron AT060 y BT013 en proporción para producir GR8 (es decir, aproximadamente 33 ml de AT060 y aproximadamente 170 ml de BT013).
Los resultados de las mediciones de DLS como función del tiempo posterior a la mezcla de los materiales anteriormente mencionados se muestran en las figuras 80 y 81. Específicamente, las figuras 80a a 80f muestran las mediciones de tamaño de DLS obtenidas en seis tiempos diferentes, es decir, t=0, t=80 minutos; t=5 horas; t=5,5 horas; t= 6 horas y t=21 horas. De manera similar, las figuras 81a a 81e muestran las mediciones de tamaño de DLS obtenidas en cinco tiempos diferentes, es decir, t=0, t=80 minutos; t=4 horas; t=5 horas y t=21 horas.
Resulta evidente a partir de los resultados mostrados en las figuras 80 y 81 que se están produciendo una o más reacciones entre AT064 y BT013, así como una o más reacciones entre AT060 y BT013. Aunque los tamaños de partículas iniciales de AT064 y AT060 pueden ser diferentes, según, por ejemplo, las fotomicrografías de TEM de las figuras 43, comentadas anteriormente en la presente memoria, la concentración y naturaleza de las soluciones que contienen Ag y de las soluciones que contienen Zn son diferentes en cada una de GR5 y GR8. En cualquier caso, las mediciones de DLS de ambas mezclas que comprenden GR5 y GR8 muestran la presencia de tamaños de partícula relativamente grandes. Tal vez se está produciendo cierta aglomeración de partículas. Sin embargo, tras un periodo de 5-6 horas, las mediciones de DLS indicaron que los tamaños de partícula detectados habían disminuido significativamente. Además, tras 21 horas, las mediciones de DLS sugerían que los tamaños de partícula detectados eran sustancialmente equivalentes.
Sin deseo de restringirse a ninguna teoría o explicación particular, aparentemente el tamaño de partícula y el rendimiento biológico (p.ej., la eficacia contra E. coli) están relacionados.

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    i . Procedimiento continuo para la formación de por lo menos un constituyente, seleccionado de nanopartículas de base metálica y/o iones metálicos, en por lo menos un líquido, que comprende:
    hacer fluir por lo menos un líquido por como mínimo un elemento de canal, en el que dicho líquido o líquidos presentan una superficie y una dirección de flujo;
    proporcionar por lo menos un electrodo formador de plasma que es de base metálica o de base no metálica;
    crear un plasma entre dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y por lo menos una parte de dicha superficie de dicho líquido o líquidos fluyentes;
    proporcionar por lo menos un juego de electrodos de base metálica en contacto con dicho líquido o líquidos fluyentes, y situado corriente abajo en dicha dirección de flujo respecto de dicho electrodo o electrodos formadores de plasma;
    en el que dicho juego o juegos de electrodos de base metálica comprenden por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, y
    llevar a cabo por lo menos una reacción electroquímica en dicho juego o juegos de electrodos de base metálica, para producir dicho constituyente o constituyentes de base metálica dentro de dicho líquido o líquidos fluyentes;
    en el que por lo menos un líquido comprende agua.
  2. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho conjunto o conjuntos de electrodos de base metálica comprenden plata o una aleación de la misma.
  3. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que dicho electrodo o electrodos formador de plasma comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, preferentemente plata o una aleación de la misma.
  4. 4. Dispositivo para la formación continua de por lo menos un constituyente, seleccionado de nanopartículas de base metálica y/o iones metálicos, en por lo menos un líquido fluyente, en el que dicho líquido comprende agua y dicho dispositivo comprende:
    por lo menos un elemento de canal, que comprende por lo menos una parte de entrada y por lo menos una parte de salida;
    por lo menos un electrodo formador de plasma, en el que dicho electrodo o electrodos formadores de plasma están situados de manera que, cuando dicho líquido fluyente se encuentra presente en dicho elemento o elementos de canal, creando de esta manera una dirección de fluyo, se crea un espacio para un plasma entre dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y una superficie de dicho líquido o líquidos fluyentes;
    por lo menos un conjunto de electrodos de base metálica para llevar a cabo por lo menos una reacción electroquímica situada corriente abajo en dicha dirección de flujo respecto de dicho electrodo o electrodos formadores de plasma; en el que dicho conjunto o conjuntos de electrodos de base metálica comprende por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones y mezclas de los mismos,
    y
    por lo menos una fuente de energía para crear dicho plasma.
  5. 5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el que dicho elemento o elementos de canal comprende por lo menos uno de una forma lineal, una "forma en Y" y una "forma en V .
  6. 6. Dispositivo según la reivindicación 4, que comprende además por lo menos un dispositivo de control para ajustar la localización de por lo menos un electrodo respecto a la superficie de líquido, en el que el electrodo se selecciona del grupo que consiste en dicho electrodo o electrodos formadores de plasma y dicho conjunto o conjuntos de electrodos de base metálica.
  7. 7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el que dicho dispositivo o dispositivos de control ajustan dicha localización mediante el mantenimiento de un voltaje sustancialmente constante a través de dicho electrodo o electrodos.
  8. 8. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho conjunto o conjuntos de electrodos de base metálica comprenden plata o una aleación de la misma.
  9. 9. Procedimiento según la reivindicación 4 o 8, en el que dicho electrodo o electrodos formadores de plasma comprenden por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en platino, titanio, cinc, plata, cobre, oro y aleaciones de los mismos, preferentemente plata o una aleación de la misma.
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Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HUE053226T2 (hu) 2007-07-11 2021-06-28 Clene Nanomedicine Inc Folyamatos eljárás folyadékok kezelésére és egyes alkotórészek elõállítására
US9387452B2 (en) 2009-01-14 2016-07-12 Gr Intellectual Reserve, Llc. Continuous methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) resulting therefrom
WO2010083040A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-22 Gr Intellectual Reserve, Llc Continuous semicontinuous and batch methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) and colloids resulting therefrom
BR112012000311B1 (pt) * 2009-07-08 2021-12-21 Clene Nanomedicine, Inc. Nanocristais com base em ouro para tratamentos médicos e processos eletroquímicos para a fabricação dos mesmos
KR101955735B1 (ko) 2011-03-30 2019-03-07 클레네 나노메디슨, 인크. 신규한 골드-백금계 복금속 나노결정 현탁액, 그의 전기화학 제조 방법 및 그의 용도
JP2014010931A (ja) * 2012-06-28 2014-01-20 Nippon Menaade Keshohin Kk プラズマ処理方法及び処理装置
JP6093518B2 (ja) * 2012-07-18 2017-03-08 日本メナード化粧品株式会社 金属酸化物の等電点を変化させる方法、及びこの方法で処理された金属酸化物
CN103073094A (zh) * 2013-01-29 2013-05-01 浙江大学 液层电阻阻挡放电装置及其水处理的方法
FR3021407B1 (fr) * 2014-05-23 2016-07-01 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'analyse d'un metal en fusion oxydable par technique libs
KR102110637B1 (ko) 2014-05-30 2020-05-13 가부시키가이샤 후지 플라즈마 조사 방법, 및 플라즈마 조사 장치
EP3188706B1 (en) 2014-09-02 2019-10-09 American Silver, LLC Botulinum toxin and colloidal silver particles
WO2016095035A1 (en) * 2014-12-17 2016-06-23 UNIVERSITé LAVAL Dielectric barrier discharge plasma method and apparatus for synthesizing metal particles
CN105611711B (zh) * 2015-12-24 2017-10-20 河南理工大学 一种聚合物表面改性用气液两相等离子体产生装置
US10300551B2 (en) * 2016-11-14 2019-05-28 Matthew Fagan Metal analyzing plasma CNC cutting machine and associated methods
US10195683B2 (en) * 2016-11-14 2019-02-05 Matthew Fagan Metal analyzing plasma CNC cutting machine and associated methods
US11129906B1 (en) 2016-12-07 2021-09-28 David Gordon Bermudes Chimeric protein toxins for expression by therapeutic bacteria
US10337998B2 (en) * 2017-02-17 2019-07-02 Radom Corporation Plasma generator assembly for mass spectroscopy
WO2020026324A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 株式会社Ｆｕｊｉ 大気圧プラズマ処理装置
CN109655447B (zh) * 2019-01-28 2022-04-08 广东海天创新技术有限公司 用于微生物计数的检测系统和方法
CN111215636B (zh) * 2020-01-17 2022-07-12 西北师范大学 一种Ag纳米粒子的制备方法
US20220020481A1 (en) 2020-07-20 2022-01-20 Abbott Laboratories Digital pass verification systems and methods
CN115582551A (zh) * 2021-07-05 2023-01-10 无锡金鹏环保科技有限公司 一种液相环境连续制备纳米金属粉末的工艺
CN114001685B (zh) * 2021-11-16 2023-11-21 北京千河空间科技有限公司 基于超声波的分层厚度及表面烧蚀后退量的无损测量方法
ES2916847A1 (es) * 2021-12-30 2022-07-06 Ecosystem Ag Inc Reactor para dispositivo de eliminación de residuos
WO2024044361A2 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 Plazer Ip, Llc Improved plasma products and methods for producing same by using multiple simultaneous electrical discharges
CN115672225A (zh) * 2023-01-04 2023-02-03 烟台伊莱文医药科技有限公司 一种制备高价银基化合物水溶液的方法

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191012908A (en) 1910-05-27 1910-12-31 Franz Reitberger Improved Corn-mill.
FR432101A (fr) 1910-10-26 1911-11-29 I S Petzholdt Maschinen Fabrik Procédé et machine destinés au traitement du cacao fluide
JPS529615B1 (es) * 1970-03-31 1977-03-17
DE2854946A1 (de) 1978-12-20 1980-07-10 Agfa Gevaert Ag Fotografisches farbdiffusionsuebertragungsverfahren
CH681655A5 (es) 1989-12-06 1993-04-30 Baumer Electric Ag
CA2104355C (en) 1993-08-18 1997-06-17 Ion I. Inculet Method and apparatus for ozone generation and treatment of water
DE4422858C1 (de) 1994-06-30 1995-07-27 Henkel Kgaa Ungesättigte Fettalkohole mit verbessertem Kälteverhalten
EP0718061A1 (en) * 1994-12-23 1996-06-26 Institute of Petroleum Chemistry, Russian Academy of Sciences Active metal powders
US5876663A (en) * 1995-11-14 1999-03-02 The University Of Tennessee Research Corporation Sterilization of liquids using plasma glow discharge
ZA9610018B (en) 1995-11-28 1997-05-28 Austech Pty Ltd Liquid sterilisation apparatus
KR100203050B1 (ko) 1997-02-05 1999-06-15 조연제; 홍보성 하수처리 시스템 및 그 하수처리 시스템을 이용한 하수처리 방법
AUPO502297A0 (en) 1997-02-10 1997-03-06 Austech Pty Ltd Liquid purification apparatus
US5965994A (en) 1997-06-20 1999-10-12 Seo; Dong Il Automatic vertical moving systems and control methods therefor
US5878683A (en) 1997-09-10 1999-03-09 Pompanette, Inc. Drive member and line guide for a roller furler
US6558638B2 (en) 1998-03-14 2003-05-06 Splits Technologies Limited Treatment of liquids
JP2000288547A (ja) * 1999-04-05 2000-10-17 Taiyo Kagaku Kogyo Kk 廃水の浄化処理方法及びその装置
CA2272596A1 (en) * 1999-05-21 2000-11-21 Lawrence A. Lambert Waste water treatment method and apparatus
US6214299B1 (en) 1999-06-01 2001-04-10 Robert J. Holladay Apparatus and method for producing antimicrobial silver solution
US7135195B2 (en) 1999-06-01 2006-11-14 American Silver, Llc Treatment of humans with colloidal silver composition
US7014881B2 (en) * 1999-11-01 2006-03-21 Alcoa Inc. Synthesis of multi-element oxides useful for inert anode applications
AU2002239726A1 (en) 2001-05-25 2002-12-09 Northwestern University Non-alloying core shell nanoparticles
FR2826825B1 (fr) * 2001-06-28 2003-09-26 Cit Alcatel Procede de basculement d'un premier mode de radiocommunication vers un second mode de radiocommunication et terminal mobile multi-mode associe
US6962679B2 (en) * 2001-07-11 2005-11-08 Battelle Memorial Institute Processes and apparatuses for treating halogen-containing gases
JP3630122B2 (ja) * 2001-07-25 2005-03-16 日本電気株式会社 移動体トラヒック予想方法および予想方式
US7135054B2 (en) 2001-09-26 2006-11-14 Northwestern University Nanoprisms and method of making them
TWI291458B (en) * 2001-10-12 2007-12-21 Phild Co Ltd Method and device for producing titanium-containing high performance water
AU2003251288A1 (en) 2002-03-21 2003-11-03 Berkshire Laboratories, Inc. Methods for controlling crystal growth, crystallization, structures and phases in materials and systems
US7972390B2 (en) 2002-03-21 2011-07-05 Gr Intellectual Reserve, Llc Methods for controlling crystal growth, crystallization, structures and phases in materials and systems
GB0208263D0 (en) 2002-04-10 2002-05-22 Dow Corning Protective coating composition
US7118852B2 (en) 2002-04-11 2006-10-10 Throwleigh Technologies, L.L.C. Methods and apparatus for decontaminating fluids
AUPS220302A0 (en) * 2002-05-08 2002-06-06 Chang, Chak Man Thomas A plasma formed within bubbles in an aqueous medium and uses therefore
US6749759B2 (en) 2002-07-12 2004-06-15 Wisconsin Alumni Research Foundation Method for disinfecting a dense fluid medium in a dense medium plasma reactor
US20040022702A1 (en) 2002-07-30 2004-02-05 Christensen Herbert E. Apparatus and method for automatically feeding the silver electrode into the solutiion
JP2004124155A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 微小金属粉末の製造方法および微小金属粉末の製造装置
US6802981B2 (en) 2002-11-05 2004-10-12 Aquapure Technologies Ltd. Method for purification and disinfection of water
KR100493972B1 (ko) * 2003-03-21 2005-06-10 엘지전자 주식회사 플라즈마 디스플레이 패널의 서스테인 펄스 발생장치
AU2004228655A1 (en) 2003-04-02 2004-10-21 Northwestern University Methods of controlling nanoparticle growth
US20060249705A1 (en) 2003-04-08 2006-11-09 Xingwu Wang Novel composition
JP4329460B2 (ja) * 2003-09-03 2009-09-09 パナソニック株式会社 プラズマディスプレイパネル
WO2005023406A2 (en) * 2003-09-10 2005-03-17 Ramot At Tel-Aviv University Ltd. Production of nanoparticles and microparticles
CN100453807C (zh) 2003-11-12 2009-01-21 松下电器产业株式会社 用于压缩机的油供给装置和具有该油供给装置的压缩机
US7276283B2 (en) 2004-03-24 2007-10-02 Wisconsin Alumni Research Foundation Plasma-enhanced functionalization of carbon-containing substrates
US20060068026A1 (en) 2004-08-11 2006-03-30 Hu Michael Z Thermal electrochemical synthesis method for production of stable colloids of "naked" metal nanocrystals
KR100726713B1 (ko) 2005-08-26 2007-06-12 한국전기연구원 액중 전기폭발에 의한 나노분말 제조 방법 및 장치
CN105540763A (zh) 2005-10-06 2016-05-04 派克逖克斯公司 流体的电化学离子交换处理
BRPI0706289A2 (pt) 2006-01-03 2011-03-22 Gr Intelectual Reserve Llc métodos e aparelhos para tornar lìquidos mais reativos
US20070267289A1 (en) * 2006-04-06 2007-11-22 Harry Jabs Hydrogen production using plasma- based reformation
WO2008008558A1 (en) 2006-07-11 2008-01-17 Infotonics Technology Center, Inc. Minimally invasive allergy testing system with coated allergens
JP2008126107A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Bco:Kk 浄化装置
US8088193B2 (en) 2006-12-16 2012-01-03 Taofang Zeng Method for making nanoparticles
US7862782B2 (en) 2007-01-12 2011-01-04 Wisconsin Alumni Research Foundation Apparatus and methods for producing nanoparticles in a dense fluid medium
HUE053226T2 (hu) * 2007-07-11 2021-06-28 Clene Nanomedicine Inc Folyamatos eljárás folyadékok kezelésére és egyes alkotórészek elõállítására
WO2009126341A2 (en) 2008-01-14 2009-10-15 Taofang Zeng Method for making nanoparticles or fine particles
WO2010000088A1 (en) 2008-06-30 2010-01-07 Carrier Corporation Remote refrigeration display case system
JP5922329B2 (ja) 2008-10-07 2016-05-24 株式会社プラステコ 二酸化炭素供給システム
US9387452B2 (en) 2009-01-14 2016-07-12 Gr Intellectual Reserve, Llc. Continuous methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) resulting therefrom
US8540942B2 (en) 2009-01-14 2013-09-24 David Kyle Pierce Continuous methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) therefrom
WO2010083040A1 (en) * 2009-01-15 2010-07-22 Gr Intellectual Reserve, Llc Continuous semicontinuous and batch methods for treating liquids and manufacturing certain constituents (e.g., nanoparticles) in liquids, apparatuses and nanoparticles and nanoparticle/liquid solution(s) and colloids resulting therefrom
BR112012000311B1 (pt) * 2009-07-08 2021-12-21 Clene Nanomedicine, Inc. Nanocristais com base em ouro para tratamentos médicos e processos eletroquímicos para a fabricação dos mesmos
KR101955735B1 (ko) * 2011-03-30 2019-03-07 클레네 나노메디슨, 인크. 신규한 골드-백금계 복금속 나노결정 현탁액, 그의 전기화학 제조 방법 및 그의 용도
US9600768B1 (en) 2013-04-16 2017-03-21 Google Inc. Using behavior of objects to infer changes in a driving environment

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