Perlas de hidrogel basadas en quitosano–polioxometalato multifuncionales para la detección de luz UV, impresión borrable sin tinta, catálisis heterogénea y aplicaciones antibacterianas

En el presente estudio, informamos sobre la síntesis de dos tipos diferentes de polioxometalatos (POMs) tipo Kegging, heptamolibdato de amonio (AHM) y ácido fosfotúngstico (PWA), perlas de hidrogel cargadas formadas a partir de quitosano (Chi), quitosano/metilcelulosa (Chi/MC) y quitosano/gelesatina (Chi/Gel). La adición de POMs cargados negativamente resulta en un entrecruzamiento entre cadenas de quitosano cargadas positivamente a través de atracción electrostática. Se utilizaron espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, microscopía electrónica de barrido y análisis termogravimétrico para caracterizar las perlas de hidrogel preparadas. Las mediciones reológicas proporcionaron las propiedades mecánicas y de auto-reparación. Las propiedades de hinchamiento de los hidrogeles preparados se determinaron a pH 6.8, mostrando una capacidad de hinchamiento máxima de alrededor del 4000% en el caso del hidrogel compuesto quitosano/gelesatina-PWA. Los hidrogeles mostraron baja citotoxicidad en células cancerosas HeLa, pero se volvieron significativos a niveles de dosis más altos. Los POMs incorporados dentro de las perlas de hidrogel de biopolímero mostraron una mejora significativa de su acción antibacteriana contra las bacterias Gram-negativas Escherichia coli y Gram-positivas Staphylococcus aureus. Las perlas de hidrogel que contienen AHM mostraron propiedades fotoquímicas reversibles con rápida detección de UV y propiedades de impresión borrable sin tinta. Las perlas de hidrogel tuvieron un efecto catalítico significativo en la reacción de o-fenilendiamina y aldehídos empleando peróxido de hidrógeno como oxidante bajo irradiación ultrasónica a temperatura ambiente. Estos resultados muestran que las perlas de hidrogel-POM (preparadas) tienen un potencial significativo como materiales blandos funcionales en diferentes áreas de aplicación como catálisis, fotoquimismo, detección UV y el desarrollo de sistemas blandos antibacterianos.