MX2008001295A - Sustrato con revestimiento metalico espacialmente selectivo, metodo para su preparacion y su uso - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sustrato con revestimiento metálico espacialmente selectivo y a un método para su producción en el que es posible influir en las regiones de revestimiento metálico sobre el sustrato. La invención se refiere además al uso de estos sustratos para catalizadores, sensores de electrolito de cuerpo sólido o capas conductorasópticas, transparentes. Este sustratos con revestimiento metálico espacialmente selectivo, cuyas superficies en parte comprenden matrices biológicas con un revestimiento metálico se pueden obtener llevando a cabo el revestimiento metálico después de la deposición de matrices biológicas sobre el sustrato.

Description

SUSTRATO CON REVESTIMIENTO METÁLICO ESPACIALMENTE SELECTIVO, MÉTODO PARA SU PRODUCCIÓN Y SU USO DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a sustratos con un revestimiento metálico espacialmente selectivo, a métodos para su producción, siendo que es posible influir en los sitios del revestimiento metálico sobre el sustrato. La invención se refiere además al uso de este tipo de sustratos para catalizadores, sensores de electrolito de cuerpo sólido o capas conductoras ópticas, transparentes. Se designan como catalizadores las sustancias que reducen la energía de activación para el desarrollo de una determinada reacción, mediante lo cual incrementan la velocidad de la reacción sin ser consumidos durante la reacción. Ejercen una influencia sustancial sobre la actividad de los catalizadores metálicos nobles por una parte el tamaño del tipo y la distribución de los grupos metálicamente activos, pero por otra parte también su accesibilidad dentro de las estructuras de soporte. Sleytr. et al. patentaron en el documento WO 89/09406 un método para inmovilizar o respectivamente depositar moléculas o respectivamente sustancias sobre un soporte. El soporte consta de al menos una capa de moléculas REF. : 189869 idénticas que contienen proteína que se encuentran dispuestas en la forma de una red cristalina con una constante de red de 1 a 50 mm. En el documento WO 97/48837 se describe nanoestructuras metálicas a base de proteínas autoensambladas de orden geométrico elevado y un método para su producción. Las proteínas ensambladas se activan con una sal metálica o un complejo metálico y a continuación se pueden metalizar sin corriente en un baño de metalización en condiciones tolerables para las proteínas. Asimismo Sleytr et al. describen en el documento AT 410 805 B un método para la deposición de proteínas de capa S en el que las proteínas de capa S tienen una carga neta eléctrica y mediante el ajuste del potencial eléctrico de la superficie de soporte se genera una diferencia de potencial electroquímico entre la solución y la superficie de soporte bajo cuyo efecto las proteínas de capa S de la solución se enriquecen sobre la superficie del soporte. Para cubrir selectivamente con metales nobles las superficies se conocen publicaciones que se refieren a aplicaciones del ramo de la micro-electrónica. Así, en el documento DE 692 31 893 T2 se describe un método para la metalización sin corriente en el que mediante tratamiento previo del sustrato con grupos químicos tiene lugar una deposición metálica selectiva.

En cambio, en el documento DE 199 52 018 Cl se describe un método en el que se producen sustratos decorados en la gama nanométrica. El método se basa en la colocación de sistemas poliméricos de núcleo y envoltura en huecos de una capa de laca fotográfica mediante técnicas litográficas . Todas las técnicas descritas en la bibliografía obtienen una deposición metálica selectiva sobre superficies, ya sea seriales mediante un proceso de impresión o posición con auxilio de un dispositivo que se puede colocar en posición, o mediante procesos de cubrimiento. Los procesos seriales son muy lentos en particular en el caso de la producción de estructuras pequeñas y por lo tanto demasiado antieconómicos para muchas aplicaciones . Con los procesos de cubrimiento es posible transferir a la superficie patrones prefabricados, por ejemplo, con el auxilio de máscaras litográficas o mediante técnicas de estampado, y por consiguiente usarlos varias veces. Sin embargo, tanto los métodos seriales como también los de cubrimiento presuponen la accesibilidad de la superficie para el proceso de estructuración. El documento DE 199 30 893 B4 revela el uso de proteínas de grado superior que están ocupadas con grupos de un metal catalíticamente activo dispuestos en forma aislada en calidad de catalizador fijo a un soporte para hidrataciones químicas en las que las proteínas cubiertas con los grupos se conservan sin variación. Las proteínas de grado superior sirven como soportes sobre los que se depositan los grupos metálicos en forma más o menos regular, es decir, una estructuración de los grupos se obtiene en el mejor de los casos mediante la estructura regular de las proteínas auto-organizadas . No se revela el uso de las proteínas para la deposición de los grupos metálicos sobre el sustrato que se encuentra debajo mediante un cubrimiento incompleto y con ello el impedimento de una deposición metálica en los sitios no deseados . El documento DE 102 28 056 Al comprende un método para crear centros de nucleación para el crecimiento heterogéneo selectivo de grupos metálicos sobre moléculas de DNA. Las moléculas de DNA se metalizan en una solución acuosa en presencia de sales metálicas y agentes de reducción. Los centros de nucleación actúan como matriz particularmente buena, de manera que con una conducción adecuada del proceso es posible evitar la nucleación homogénea de grupos metálicos en la solución. Sin embargo, no se encuentran materiales de soporte adicionales en la solución que pudieran entrar en consideración asimismo como gérmenes de nucleación. En particular las moléculas de DNA no se depositan sobre superficies de soporte previamente a la metalización. La selectividad de la deposición se refiere por consiguiente a la supresión de la nucleación homogénea así como a la posibilidad de una metalización parcial de las moléculas de DNA mediante influencia en la secuencia de bases del DNA. Los nuevos usos de procesos catalíticos como, por ejemplo, en la técnica de células de combustible así como las siempre mayores exigencias de la efectividad de los procesos catalíticos han conducido al desarrollo de nuevos soportes de catalizador. Estos poseen una micro-estructura interna más o menos controlada y con ello ponen en contacto intensivo con los centros catalíticamente activos del catalizador los gases y los líquidos a ser catalizados. Sin embargo, están lejos de ser igualmente activos todos los grupos metálicos depositados sobre el soporte. Del mismo modo tampoco todos los grupos depositados son igualmente accesibles para los gases o líquidos a ser catalizados. En virtud del elevado precio y de la escasez esperada de los recursos de metales nobles se debiera tratar de aprovechar mejor los metales nobles utilizados en los catalizadores. Por consiguiente, el objeto de la invención consiste en crear sustratos con un revestimiento metálico espacialmente selectivo y un método para la producción de estos en los que es posible influir en los sitios del revestimiento metálico sobre el sustrato. De conformidad con la invención el problema se resuelve mediante un sustrato con revestimiento metálico espacialmente selectivo cuya superficie comprende parcialmente matrices biológicas con un revestimiento metálico y que se obtiene mediante el hecho de que el revestimiento metálico se efectúa solamente después de la deposición de las matrices biológicas sobre el sustrato. De conformidad con la invención el revestimiento metálico se encuentra sobre la matriz biológica. En una forma de realización favorable de la invención las matrices biológicas son proteínas de capa superficial (S-Layer = Surface-Layer-Proteins según se conoce en inglés) . El revestimiento metálico puede consistir de grupos metálicos y/o al menos una capa metálica. Es posible que los grupos metálicos y la capa metálica estén constituidos de metales diferentes. Como metales se usan preferiblemente metales nobles como, por ejemplo, Pt, Pd. El sustrato preferiblemente consta de A1203, silicio, carbono o un electrolito de cuerpo sólido. De conformidad con la invención el problema se resuelve mediante un método para producir un sustrato con un revestimiento metálico espacialmente selectiva en el que las matrices biológicas se depositan sobre los sustratos y a continuación son metalizadas en condiciones tolerables para las matrices biológicas o en el que las matrices biológicas se activan en solución de sal metálica, luego se depositan sobre los sustratos y a continuación se metalizan en condiciones tolerables para las matrices biológicas . De conformidad con la invención el revestimiento metálico no se efectúa directamente sobre los sustratos sino sobre matrices biológicas con las que se recubren previamente los sustratos. En virtud de su tamaño selectivo a discreción y sus propiedades químicas o físicas, las matrices biológicas permiten un control del sitio de deposición. De conformidad con una forma de realización de la invención es posible activar en solución de sal metálica las matrices biológicas antes de su deposición sobre la superficie del sustrato. Con ello ya previamente al revestimiento del sustrato se incrementa la efectividad de los centros de nucleación de la biomatriz y se puede acelerar el proceso de metalización en el sustrato. La activación se obtiene mezclando durante varias horas una suspensión de las matrices biológicas con una solución de sal metálica. Como matrices biológicas se prefieren matrices biológicas que se auto-organizan, ante todo proteínas de capa superficial (S-Layer = capa S) . Numerosas bacterias forman en sus paredes celulares membranas de proteína periódicas. En ellas se disponen con gran regularidad nanoporos de simetría cristalina dependiente de la especie. La distancia entre unidades morfológicas iguales adyacentes es de 5 a 30 nanómetros en función de la especie. En virtud de que las unidades estructurales están estructuradas por proteínas o glicoproteínas idénticas, tienen una modulación espacial precisa de las propiedades físico-químicas de la superficie. Esto las convierte en un objeto ideal para la formación de estructuras supramoleculares artificiales. Sobre ellas es posible producir agrupaciones regularmente dispuestas de grupos metálicos del orden nanométrico. La capacidad de auto-organización de los monómeros permite reconstituir los agrupamientos de proteínas bidimensionales en la superficie limítrofe agua-aire sobre superficies de cuerpos sólidos como membranas de proteína de superficie amplia. Con ello es posible depositar de manera definida nanoestructuras metálicas sobre superficies de soportes de catalizador o sensoriales con el auxilio de las capa S. Como metales se depositan preferiblemente metales nobles. Como método para la deposición metálica de los grupos metálicos sobre una matriz biológica se prefiere la metalización sin corriente. Los complejos metálicos se ligan a una superficie y mediante un proceso subsiguiente se reducen a metales y se forman grupos metálicos. De conformidad con la invención primero se deposita la matriz biológica sobre el sustrato, por ejemplo, uno adecuado para catalizadores. Las matrices biológicas actúan entonces como gérmenes para una deposición preferida de grupos de metales nobles sobre su superficie ya que la deposición del metal sobre la matriz se ve energéticamente favorecida en comparación con una deposición directa sobre el sustrato. Por consiguiente, una deposición selectiva de la membrana en los sitios preferidos para la catálisis puede, con una conducción adecuada del proceso, conducir que los grupos de metales nobles con actividad catalítica se depositen sobre el sustrato exclusivamente en la forma óptima para la reacción catalítica deseada. En otra forma de realización los complejos metálicos ya se ligan a las estructuras a manera de membrana en una solución de sal metálica. Después de la deposición controlada en los sitios deseados sobre el sustrato los complejos metálicos se reducen a grupos metálicos mediante procesos adecuados . Con la deposición de matrices biológicas sobre superficies de sustrato provistas con meso- o nanoporos es posible controlar la deposición en virtud del tamaño y la estructura de las matrices biológicas, de manera que en el subsiguiente revestimiento metálico se crean centros accesibles o respectivamente activos para la catálisis. La difusión de complejos de metales nobles así como la deposición de grupos de metales nobles a mayores profundidades del sustrato poroso no es favorable en virtud de la poca capacidad de acceso para los gases o líquidos a ser catalizados. La deposición metálica selectiva sobre la matriz biológica evita la formación de grupos metálicos inefectivos y con ello la pérdida incontrolada de los costosos recursos de metales nobles. En otra forma de realización preferida la matriz biológica posee una nanoestructura regular con respecto a su propiedad como formador de germen así como con respecto a su forma geométrica, la cual en el proceso de la deposición de los grupos metálicos promueve una disposición homogénea y densa con estrecha distribución de tamaño. De conformidad con la invención se usan matrices biológicas para cubrir la superficie. Contrariamente a los métodos de estructuración conocidos hasta ahora es posible utilizar técnicas adicionales para la deposición selectiva: * Mediante la influencia de la adsorción de las matrices biológicas en solución sobre las superficies puede tener lugar un cubrimiento selectivo mediante condiciones de flujo localmente diferentes. Así, en el caso de la circulación de flujo por estructuras de soporte complejas con superficies internas puede tener lugar un revestimiento selectivo de regiones abarcadas con diferente abundancia por el flujo. Con una concentración correspondientemente baja de las biomoléculas en solución es posible mediante el aumento de las velocidades de flujo y/o mediante una exposición más prolongada al flujo obtener en las regiones de circulación abundante un cubrimiento completo de las superficies con matrices biológicas. En cambio, en las regiones de flujo poco abundante la solución entrega en el mismo intervalo sustancialmente menos biomoléculas, de manera que una deposición tiene lugar en mucho menor medida. En los revestimientos por inmersión usuales se puede observar un efecto contrario, ya que al secado la solución de revestimiento se retiene de manera particularmente buena justamente en las regiones de flujo poco abundante. * En función del tamaño de las matrices biológicas o de sus agrupaciones es posible obstaculizar la penetración en poros de la superficie a ser revestida. Entonces las matrices biológicas sólo se depositan sobre la superficie o selectivamente en poros a partir de un tamaño determinado. Las biomoléculas tienen una estructura definida y por consiguiente se encuentran presentes en un tamaño igualmente definido. Además es posible controlar el tamaño de las biomoléculas mediante la formación de agrupamientos. Es posible un control del número de las biomoléculas participantes para nuevamente producir un tamaño definido. * Es posible aprovechar los mecanismos de enlace específicos de las matrices biológicas para obtener una variación de las propiedades químicas y/o físicas sobre superficies de materiales para una deposición selectiva. En cambio, la deposición directa de grupos metálicos es sustancialmente más inespecífica.

* La deposición de las matrices biológicas se puede controlar mediante campos eléctricos. Este efecto también se puede usar en forma objetiva para un cubrimiento selectivo de la superficie con matrices biológicas. Contrariamente a los grupos metálicos, en el caso de las biomoléculas es posible usar diferentes cargas superficiales para obtener una deposición preferente en regiones de la superficie del sustrato que tienen una carga contraria y con ello tienen por efecto una atracción electrostática. Por consiguiente es igualmente posible que una carga del mismo signo sobre la superficie del sustrato evite una deposición. Una carga de superficie variable se puede obtener de manera muy sencilla, por ejemplo mediante una estructuración geométrica de una superficie cargada. Entonces las cargas se concentran en esquinas y cantos locales. En el caso del revestimiento químico de superficies con metales mediante una reducción la formación de grupos usualmente tiene lugar tanto en la solución (nucleación homogénea) como también sobre el sustrato a ser revestido. Se sabe que con el auxilio de un tratamiento previo adecuado de las superficies y una conducción correspondiente del proceso es posible suprimir considerablemente la nucleación homogénea. Entonces la formación de los grupos metálicos tiene lugar exclusivamente sobre la superficie y conduce a su cubrimiento más o menos uniforme. Sin embargo, mediante el cubrimiento selectivo de la superficie con matrices biológicas de conformidad con la invención no solamente es posible evitar la nucleación homogénea en la solución sino también el cubrimiento de regiones adyacentes exentas de matriz biológica con grupos metálicos. Es sólo con esto que un revestimiento selectivo de la superficie con matrices biológicas se transforma en un revestimiento selectivo con grupos o capas metálicas. Este efecto no se presenta en los sustratos actuales para catalizadores y por consiguiente no era de esperarse . Una característica esencial de la invención es que evita la deposición metálica en sitios en los que la aplicación no lo requiere o que son perjudiciales a la aplicación. Los ejemplos de esto son la catálisis con metales nobles en la que la deposición de metales nobles que no participan en la reacción catalítica constituye un factor de costo importante y las superficies sensoriales en las que el efecto sensorial sólo se produce mediante una estructuración de la capa. Sobre las matrices biológicas es posible que se depositen grupos metálicos y/o capas metálicas. Los grupos metálicos y el revestimiento metálico pueden estar constituidos de diferentes metales. Se prefieren metales nobles como, por ejemplo, platino, paladio.

La deposición de los grupos metálicos constituye siempre el primer paso en el revestimiento. Una deposición de grupos continuada conduce primero al contacto mutuo de un número cada vez mayor de grupos, de manera que finalmente se producen capas cerradas. Tan pronto se obtiene una conductividad continua es posible proseguir el proceso también con técnicas de revestimiento electroquímicas. Si los grupos depositados en la primera etapa están constituidos de metales suficientemente nobles, entonces el revestimiento ulterior también puede proseguir con otros metales como, por ejemplo, níquel, cobalto o cobre. Para este propósito se usan métodos de la metalización sin corriente de acuerdo al estado de la técnica. Como sustratos se usan para el método sustratos de Al203, silicio, carbono, un electrolito de cuerpo sólido o una capa transparente eléctricamente conductora. También pertenece a la invención el uso de los sustratos de conformidad con la invención para catalizadores, sensores de electrolito de cuerpo sólido o capas electro-conductoras ópticas, transparentes. Los catalizadores heterogéneos constan de un soporte por el cual circula un flujo de los gases o líquidos a ser catalizados. El soporte está constituido de un material catalítico activo, o en el caso de catalizadores de metales nobles está revestido con partículas del metal noble con actividad catalítica. Contrariamente a un revestimiento metálico cerrado, la deposición de grupos finos típicamente en el intervalo de 1 a 50 nm ofrece la ventaja de una mayor superficie con igual volumen de utilización de metales nobles. Para incrementar aún más la superficie es usual llevar a cabo la deposición de los grupos metálicos sobre un soporte intermedio, el cual la mayoría de las veces también se encuentra presente en forma de partículas y que se deposita como revestimiento sobre el soporte actual. Este soporte intermedio tiene una mayor superficie interna (por ejemplo, óxido de aluminio gama o carbón activo) . Por consiguiente es posible depositar sobre este sustancialmente más partículas de metales nobles que sobre la superficie de soporte actual, de manera que se incrementa la actividad catalítica. Sin embargo, la penetración de la solución de sal metálica en la estructura porosa del soporte intermedio se desarrolla de manera relativamente incontrolada. Sin embargo, una considerable proporción de toda la porosidad de estos materiales la constituyen los poros muy pequeños. En virtud de la elevada resistencia al flujo se dificulta o incluso es imposible un contacto de los gases o líquidos a ser catalizados en la aplicación. El uso de matrices biológicas de conformidad con la invención permite en este caso una selección de los sitios de deposición en virtud del tamaño de la matriz. La deposición subsiguiente de los grupos metálicos sobre la estructura biológica impide por consiguiente la pérdida incontrolada de los costosos recursos de metales nobles con invariable actividad catalítica. Mediante el revestimiento de conformidad con la invención es posible crear superficies de sustrato con una elevada proporción de superficies limítrofes de tres fases (revestimiento metálico/sustrato-fase gaseosa/fase líquida) . Este tipo de sustratos son adecuados para sensores de electrolito de cuerpo sólido. Los sustratos de conformidad con la invención también son adecuados para capas electro-conductoras ópticas, transparentes, como, por ejemplo, anuncios de presentación visual. Para este propósito, sobre sustratos conductores de transparencia óptica se depositan matrices biológicas que luego se metalizan. En la estructura de anuncios de presentación visual se requieren capas que pueden descargar cargas eléctricas. Sin embargo, normalmente estas capas deben poseer al mismo tiempo una gran transparencia óptica para no menoscabar su función óptica. Igualmente existen muchas aplicaciones para el revestimiento de sustratos no conductores en los que es conveniente la reducción de la carga electrostática. Sin embargo al mismo tiempo no deberá variar la apariencia. Mediante las representaciones anexas se explican con más detalle ejemplos de realización de la invención.

Muestran: Fig. 1 Toma REM de un sustrato de acuerdo al ejemplo de realización 1 Fig. 2 Diagrama DSC Fig. 3 Diagrama DSC Ejemplo de realización 1 Cubrimiento objetivo de superficies con grupos metálicos mediante el revestimiento controlado con matrices biológicas (placas de capa S de Bacillus sphaericus NCTC 9602) . La preparación de la capa S se rige por la publicación de Engelhard H.; Saxton, W. ; Baumeister, W., "Three-dimensional structure of tetragonal surface layer of Sporosarcina urea", J. Bacteriol. 168 (1), 309, 1986. El regulador estándar para el almacenamiento a 4°C de las capas S aisladas y purificadas consta de una solución TRIS/HC1 50 mM, con adición de NaN3 3 mM y MgCl2 1 mM. La solución de la capa S para todos los trabajos experimentales adicionales tiene normalmente una concentración de 10 mg/ml . Una solución de K2PtCl 3 mM preparada previamente por lo menos 24 horas antes se mezcla con 13 µl de solución de proteína de acuerdo a los cálculos para cubrir la proteína con grupos metálicos. La interacción entre la solución de capa S y solución de complejo metálico tiene lugar durante un periodo de 24 h con exclusión de la luz. Después de este tiempo de incubación ya se enlazó a la matriz el número necesario de complejos metálicos para la formación de un grupo. Después de agregar partículas de A1203 al sustrato y un nuevo periodo de adsorción que nuevamente dura 24 h, en el cual las biomoléculas activadas se adicionan al sustrato se retira el material del sustrato de la solución y se somete a varias etapas de lavado. Mediante la adición subsiguiente de hidracina como agente de reducción al sustrato revestido los complejos de sales metálicas enlazados se reducen a grupos de metal noble. Los materiales producidos de esta manera que entre otras cosas son catalíticamente activos se aplican sobre hojas con capacidad de conducción para su caracterización y análisis, y se analizan en el microscopio electrónico tramado. La figura 1 muestra una toma de microscopio electrónico de una muestra producida de esta manera. Es posible reconocer claramente que los grupos metálicos se depositaron exclusivamente sobre las regiones con material biológico. Por consiguiente el ejemplo demuestra la posibilidad de una deposición selectiva de grupos metálicos sobre sustratos. Con un revestimiento metálico químico adicional de acuerdo al estado de la técnica los grupos existentes se pueden transformar de revestimientos metálicos cerrados. Una superficie producida de esta manera tiene entonces la propiedad de la capacidad de conducción eléctrica simultáneamente con una proporción elevada de superficies limítrofes de tres fases (revestimiento metálico-sustrato-fase gaseosa respectivamente revestimiento metálico-sustrato-fase líquida) . Los sustratos producidos de esta manera se pueden usar como sensor de electrolito de cuerpo sólido con sensibilidad particularmente alta. Ejemplo de realización 2 Cubrimiento objetivo de superficies con grupos metálicos mediante revestimiento controlado con matrices biológicas como en el ejemplo 1, pero mediante previa recristalización de monómeros de proteína en los sustratos respectivos . La solución de capa S utilizada de manera normal se liofilizó y a continuación se suspendió en una solución de clorhidrato de guanidina regulada con TRIS 0.8 M, de manera que la concentración final de la solución de proteína es de 10 mg/ml . Después de un periodo de interacción de 30 minutos entre los reactivos la solución se transfiere a una manga de diálisis preparada de antemano (VISKING tipo 27/32) ó a una cámara de diálisis y se dializa en contra de agua así como a continuación el regulador normal sin MgCl2. La solución existente en la manga de diálisis después de esta etapa se transfiere a un recipiente de reacción adecuado y se centrifuga a 4°C durante 10 minutos a 20,000 g. El aglomerado que se produjo después de esta etapa se desecha, la solución de monómero sobre nadante se usa para los trabajos siguientes (de acuerdo a conocimiento actual, la solución de monómero se conserva aproximadamente 5 días, tras esto ya se forma productos de auto-ensamble) . La solución de monómero acabada de producir se lleva a recristalizar directamente en un sustrato de Si con la adición de MgCl2 (concentración final 1 mM) . A 30°C y con una humedad ambiente muy alta los monómeros de proteína recristalizan dentro de 24 h en el sustrato de Si en forma de una monocapa. Después de varios pasos de lavado el sustrato de Si funcionalizado de esta manera se hace entrar en contacto con una solución de complejo metálico para cubrirlo a continuación con grupos metálicos como en el ejemplo de realización 1. La ventaja de una recristalización de los monómeros de proteína directamente en el sustrato de Si en comparación con la deposición de placas de capa S reside en la formación de una monocapa de proteína y el menor uso de material biológico aunado a esto. Es posible influir en la porción de la superficie cubierta con la matriz biológica mediante parámetros externos (por ejemplo, temperatura, valor pH de la solución) . El sustrato producido de esta manera es adecuado, como en el ejemplo de realización 1 como superficie limítrofe trifásica de un sensor de electrolito de cuerpo sólido. Ejemplo de realización 3 Cubrimiento objetivo de superficies con actividad catalítica de gases de escape con grupos de metales nobles mediante el revestimiento controlado con matrices biológicas (placas de capa S de Bacillus sphaericus NCTC 9602) , omitiendo el uso de cloruros e hidracina. La preparación de la capa S se rige por la publicación de Engelhard H.; Saxton, W. ; Baumeister, W. , "Three-dimensional structure of tetragonal surface layer of Sporosarcina urea", J. Bacteriol . 168 (1), 309, 1986. El regulador estándar para el almacenamiento (a 4CC) de las capas S aisladas y purificadas consta de una solución TRIS/HC1 50 mM, con adición de NaN3 3 mM y MgCl2 1 mM. La solución de la capa S para todos los trabajos experimentales adicionales tiene normalmente una concentración de 10 mg/ml. Las partículas de óxido de aluminio (en cada caso 100 mg) se mezclan con 825 µl de la solución de capa S activada y se les permite interactuar durante 24 horas . Tras esto se lava dos veces con H20 destilada. A las partículas cubiertas con capa S se les adiciona ahora 10.83 mi de solución de Pt(N0)30)2, se entremezcla y se incuba a la temperatura ambiente con exclusión de luz. Durante este periodo tiene lugar el enlace de los complejos de Pt a la capa S necesario para la formación de grupos.

El sobrenadante se desecha y las partículas se lavan otras dos veces con H20 destilada. La siguiente reacción para obtener platino metálico se induce mediante la adición de 2.4 mi de NaBH4 a las partículas de óxido de aluminio. Como indicador del final de la reducción es posible observar el desarrollo de gas. Este deberá haber terminado después de 30-60 minutos. El sobrenadante se desecha nuevamente. Siguen dos pasos de lavado con respectivamente 10 mi de H20 destilada. Y un secado de las preparaciones a 40°C. Para caracterizar visualmente la deposición de grupos de Pt son adecuados los análisis mediante microscopio electrónico tramado. Para dictaminar sobre la actividad catalítica se hace una preparación de referencia que se hace de acuerdo a la misma indicación de proceso pero sin matriz biológica. La figura 2 muestra los resultados de un medición DSC (análisis térmico diferencial) para dictaminar sobre la actividad catalítica. El catalizador con utilización de la matriz biológica muestra un ejemplo catalítico comparable (temperatura de arranque solamente 10° por arriba del catalizador de referencia) . Sin embargo, una determinación del platino que contiene muestra en cambio un ahorro notable (reducción del contenido de platino de 1.1% a 0.24%) . Una repetición del ensayo con concentración modificada de la solución de platino utilizando la matriz biológica muestra que tanto la actividad catalítica como también la cantidad de platino contenida en el catalizador es independiente de la concentración de platino usada en el proceso. Esto hace suponer que la cantidad de platino depositada solamente es determinada, y por consiguiente controlada mediante la matriz biológica (Fig. 3) .

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Sustrato con revestimiento metálico espacialmente selectivo cuya superficie comprende en parte matrices biológicas con un revestimiento metálico, caracterizado porque se obtiene por el hecho de que el revestimiento metálico solamente se lleva a cabo después de la deposición de la matriz biológica sobre el sustrato. 2. Sustrato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las matrices biológicas son proteínas de capa superficial.
3. 3. Sustrato de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el revestimiento metálico consta de grupos metálicos y/o al menos una capa metálica.
4. 4. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el revestimiento metálico está constituido de metales nobles.
5. 5. Sustrato de conformidad con la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque los grupos metálicos y la capa metálica están constituidas de metales diferentes. 6. Sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el sustrato está constituido por Al203, silicio, carbono, o un electrolito de cuerpo sólido. 7. Método para la deposición espacialmente selectiva de grupos metálicos sobre sustratos, caracterizado porque se depositan matrices biológicas sobre los sustratos y a continuación se metalizan en condiciones tolerables para las matrices biológicas o porque se activan matrices biológicas en solución de sal metálica, tras esto se depositan sobre los sustratos y a continuación se metalizan en condiciones tolerables para las matrices biológicas. 8. Método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque se depositan grupos metálicos y/o capas metálicas . 9. Método de conformidad con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el revestimiento metálico se lleva a cabo sin corriente en al menos una solución de sal metálica. 10. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque para la deposición de las matrices biológicas se usa la variación de la concentración o de la velocidad de flujo de la solución utilizada para la deposición que contiene las matrices biológicas . 11. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque para la deposición objetiva se aprovechan el tamaño de las matrices biológicas así como sus mecanismos de enlace. 12. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la deposición de las matrices biológicas se controla mediante la aplicación de campos eléctricos. 13. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque las matrices biológicas se recristalizan sobre el sustrato como monómeros. 14. Método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque como matrices biológicas se usan proteínas de capa superficial y se revisten con metales nobles. 15. Uso de sustratos de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para catalizadores, sensores de electrolito de cuerpo sólido o capas conductoras ópticas, transparentes . 16. Catalizador, caracterizado porque comprende al menos un sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6. 17. Sensor de electrolito de cuerpo sólido, caracterizado porque comprende al menos un sustrato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a
6. 6.