Análisis del cambio estructural y morfológico del óxido de grafeno (GO) sometido a una fuente de radiación ionizante

Abstract

El óxido de grafeno (GO) es un material derivado del grafeno constituido por tres regiones: una región grafítica, una región funcionalizada con átomos de oxígeno y huecos. Posee múltiples aplicaciones, entre ellas la liberación de fármacos, sensor de humedad, fotocatálisis, dosimetría, etc. El área de interés en el presente proyecto de investigación es la implementación del GO en dosimetría, particularmente en dosis de radiación empleadas en el tratamiento de pacientes con cáncer (radioterapia). En esta tesis se sintetizó GO partiendo de la oxidación del grafito con uno de los métodos de Hummers modificado, obteniendo óxido de grafito que se somete al proceso de exfoliación por ultrasonido para dar lugar al GO. Para la caracterización del material, se emplearon las técnicas microscópicas SEM y TEM, además de las técnicas espectroscópicas EDS, Raman, FTIR, DRX, XPS y luminiscencia. Posteriormente, el GO fue expuesto a una fuente de radiación ionizante: rayos X de 6 MV y electrones de 6 MeV generados en un acelerador lineal de uso médico a las dosis de 0, 5, 10, 15 y 20 Gy. Lo anterior bajo condiciones ambientales. A través de estas técnicas se evalúo el cambio estructural y morfológico que exhibe el GO al ser irradiado, con el fin de determinar si es posible implementarlo en dosimetría pasiva. Tras el análisis de los resultados obtenidos, se encontró: (1) la creación de vacantes atómicas de carbono, (2) reestructuración de las redes en las láminas del GO, (3) no es posible definir una relación lineal entre la dosis absorbida y el nivel de reducción en el GO debido a que algunos subproductos derivados de la radiólisis del agua y la interacción del GO irradiado con átomos en el aire son factores que intervienen en un proceso de “reoxigenación” en el material, entre otros efectos.