La silanización es el recubrimiento de una superficie con moléculas de alcoxisilano organofuncionales. Los componentes minerales como el vidrio y las superficies de óxido de metal se pueden silanizar porque contienen grupos hidroxilo que atacan y desplazan los grupos alcoxi en el silano formando así un enlace covalente -Si-O-Si-. El objetivo de la silanización es formar enlaces a través de la interfaz entre los componentes minerales y los componentes orgánicos presentes en pinturas, adhesivos, etc. La silanización (o siliconización) de la cristalería aumenta su hidrofobicidad y se utiliza en el cultivo celular para reducir la adherencia de las células a las paredes del matraz. [1]
Además de las aplicaciones claras en recubrimientos y ciencia de materiales, el proceso de silanización también se utiliza en campos biomédicos para anclar el ADN a sustratos. [2]
Propiedades
Las moléculas de alcoxisilano organofuncionales tienen propiedades tanto orgánicas como inorgánicas. Las superficies silanizadas suelen ser hidrófobas, pero las propiedades de la superficie se pueden ajustar variando las cadenas laterales del compuesto de silano. [3] Muchos compuestos de silano comunes tienen grupos alquilo (que contienen solo carbono e hidrógeno) que son más no polares que los grupos hidroxilo (-OH) en la superficie no tratada, creando una superficie hidrófoba.
Una vez que se ha funcionalizado la superficie, se pueden realizar más reacciones para injertar moléculas con propiedades tales como hidrofilicidad , hidrofobicidad , autolimpieza, fotocatalítica y más sobre el sustrato. [4]
Mecanismo
La silanización comienza con la activación del material deseado para exponer los grupos hidroxilo (-OH) de la superficie. El sustrato o material activado se coloca luego en una solución de silano para que reaccione; a menudo, se utilizan clorosilanos debido a su extrema reactividad. [5] El silano está unido al oxígeno en el grupo hidroxilo, produciendo ácido clorhídrico y un enlace Si-O estable. Esta reacción ocurre espontáneamente y no se necesita catalizador. [6]
Alcoxisilanos organofuncionales
Los grupos alcoxi habitualmente utilizados son los grupos metoxi (-OCH 3 ) y etoxi (-OCH 2 CH 3 ). Los alcoxisilanos organofuncionales se clasifican según sus funciones orgánicas:
Aminosilanos
La función orgánica es una amina primaria o secundaria :
- APTES (3-aminopropil) -trietoxisilano CAS # 919-30-2
![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/d/df/APTES.svg/220px-APTES.svg.png)
- APDEMS (3-aminopropil) -dietoxi-metilsilano
- APDMES (3-aminopropil) -dimetil-etoxisilano
- APTMS (3-aminopropil) -trimetoxisilano CAS # 13822-56-5
Glicidoxisilanos
La función orgánica es un epóxido :
- GPMES (3-glicidoxipropil) -dimetil-etoxisilano
Mercaptosilanos
La función orgánica es un tiol :
- MPTMS (3-mercaptopropil) -trimetoxisilano
- MPDMS (3-mercaptopropil) -metil-dimetoxisilano
Referencias
- ^ Semilla, Brian (mayo de 2001). "APÉNDICE 3E Silanización de cristalería". Protocolos actuales en biología celular : A.3E.1. doi : 10.1002 / 0471143030.cba03es08 .
- ^ Labit, Hélène; Goldar, Arach; Guilbaud, Guillaume; Douarche, Carine; Hyrien, Olivier; Marheineke, Kathrin (1 de diciembre de 2008). "Un método simple y optimizado de producir superficies silanizadas para FISH y mapeo de replicación en fibras de ADN peinado" . BioTechniques . 45 (6): 649–658. doi : 10.2144 / 000113002 . ISSN 0736-6205 .
- ^ Brehm, Marius; Scheiger, Johannes M .; Welle, Alexander; Levkin, Pavel A. (2020). "Humectabilidad superficial reversible por silanización" . Interfaces de materiales avanzados . 7 (12): 1902134. doi : 10.1002 / admi.201902134 . ISSN 2196-7350 .
- ^ Zhao, Jie; Milanova, Maria; Warmoeskerken, Marijn MCG; Dutschk, Victoria (5 de noviembre de 2012). "Modificación superficial de nanopartículas de TiO2 con agentes de acoplamiento de silano" . Coloides y superficies A: aspectos fisicoquímicos y de ingeniería . 25ª Reunión de la Sociedad Europea de Coloides e Interfaces. 413 : 273-279. doi : 10.1016 / j.colsurfa.2011.11.033 . ISSN 0927-7757 .
- ^ Cabello, Michael L .; Hertl, William (1 de julio de 1969). "Reacciones de clorosilanos con superficies de sílice" . La Revista de Química Física . 73 (7): 2372–2378. doi : 10.1021 / j100727a046 . ISSN 0022-3654 .
- ^ Seed, B. (mayo de 2001). "Cristalería silanizadora" . Protocolos actuales en biología celular . Apéndice 3: Apéndice 3E. doi : 10.1002 / 0471143030.cba03es08 . ISSN 1934-2616 . PMID 18228287 .