CAp1

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Tabla de contenido
Materiales tipo perovskita	2
Ferrita de lantano	4
Aplicaciones de la ferrita de lantano	6
Técnicas de síntesis para ferrita de lantano	7
Caracterizaciones para ferrita de lantano	10
Fármacos como contaminantes	14
Técnicas para detección de fármacos en medios acuosos 	16
Bibliografía citada	19
Materiales tipo perovskita
El término ‘perovskita’ se refiere a un grupo particular de compuestos inorgánicos que tienen una estructura cristalina similar al mineral de CaTiO3[1], [2], descubierto por Gustav Rose en 1839 en los montes Urales en Rusia y nombrado así en honor al mineralogista ruso Lev Aleksevich Perovski [2]. La misma estructura cristalina también se encuentra para una amplia gama de materiales con estequiometría ABX3, siendo dos casos notables el SrTiO3 y el BaTiO3 [1]; estos compuestos están constituidos por cationes divalentes (A2+) y tetravalentes (B4+), el pequeño catión B4+ comparte las esquinas enlazado con seis aniones X2-, lo que da como resultado que una unidad octaédrica BX6 forme la celda unitaria compacta cubica ideal centrada en las caras [2]. Mientras que el catión (A2+) grande ubicado en los sitios de coordinación produce ocho puntos octaédricos en las esquinas del cubo, provocando una disposición atómica más simple de la celda cubica ideal que implica una distribución de cationes diferentes [3].
Fig. 1 Estructura general de las perovskitas (CaTiO3) [3]. 
La perovskita con estructura cubica ideal no se encuentra comúnmente en yacimientos minerales, porque incluso las especies minerales tienen ligeras distorsiones en el ordenamiento atómico de la estructura cubica. Goldsmith en 1920 llevó a cabo investigaciones sobre la estructura cristalina de la perovskita y lo llevo a proponer varios aspectos fundamentales que correlacionan su estructura cristalina y sus parámetros de composición química [4].
En 1926, la investigación detallada sobre la estructura de la perovskita realizada por Goldschmidt llevó a la percepción del factor de tolerancia [3]. El factor de tolerancia es uno de los principios más importantes propuestos para comprender la estructura de la perovskita, el cual es una herramienta que normalmente se utiliza para predecir la disposición estructural y la estabilidad de una composición particular de distintos tipos de perovskita, ya sea desde el punto de vista químico o físico. Este factor se debe evaluar previo a seleccionar el método y condiciones de síntesis de la perovskita [2]. 
Generalmente, el factor de tolerancia designa la estabilidad de los materiales, dependiendo únicamente del tamaño iónico de los cationes y aniones ubicados en los sitios A, B y X. El intercambio o sustitución parcial de aniones o cationes en las estructuras de perovskita provocan distorsiones en la estructura cúbica, lo que lleva a la disposición cristalográfica diversa. Las propiedades de las perovskitas dependen principalmente de la disposición de los átomos de varios elementos [2], [3].
Las distorsiones en la estructurade la perovskita se deben a causa de los radios iónicos. La ecuación que correlaciona geométricamente los radios iónicos (rA,rB y rO) para la celda cúbica ideal con el parámetro de red a0 [2] es la siguiente:
La expresión que involucra la relación de longitud de celda unitaria se conoce como el factor de tolerancia t de Goldschmidt, que se emplea para estimar el nivel de distorsión alcanzado por un compuesto de tipo perovskita en particular [2]. 
Es importante resaltar la simplicidad de la estructura cristalina, composición química y la posibilidad de sintetizar compuestos tipo perovskita en forma monocristalina y policristalina; esto facilita la capacidad de modificar su estructura y por consecuencia sus propiedades. Sin embargo, modificar su estructura cristalina y su composición química puede resultar en nuevas propiedades eléctricas, catalíticas y/o mecánicas [2].
El campo de aplicación de los compuestos tipo perovskita depende de la relación que se establezca entre la estructura cristalina especifica y la composición de sus constituyentes mayoritarios [4]. Esta familia de compuestos químicos comprende un amplio rango de materiales electroquímicos: semiconductores, conductores superionicos, conductores con conductividad iónica y electrónica para superconductores a altas temperaturas [2]. Además tienen una amplia gama de interesantes propiedades físicas aplicables al diseño y preparación de diferentes dispositivos electrónicos con aplicaciones en almacenamiento de carga, memorias no volátiles, transductores, actuadores, detección de infrarrojos [4], sensores de gases [5], humedad y alcohol [6] y fotocatalítica [7]. 
Recientemente, la mayoría de los estudios se basan en establecer una correlación entre la estructura cristalina y la estequiometria química de los principales constituyentes de los compuestos tipo perovskita. Estos han llevado a mejoras en las propiedades funcionales del compuesto ABX3 con estructura cúbica ideal [4].
Ferrita de lantano
Debido a sus flexibles propiedades de adaptación, las investigaciones actualmente se enfocan en los materiales de tipo perovskita y a sus diversas aplicaciones. Dependiendo de su capacidad para ocupar varios sitios aniónicos/catiónicos, las perovskitas existen en diversas estructuras como óxidos, nitruros y sulfuros [3]. 
Dentro de los tipos de perovskita más importantes y presentes en la corteza terrestre se encuentran los óxidos de perovskita con estructura ortorrómbica ABO3 [4]. En esta fórmula los cationes del sitio A son elementos de metales alcalinos o de tierras raras como La, Sr o Ba, mientras que los cationes del sitio B son elementos de metales de transición 3d, 4d o 5d como Mn, Fe y Co [8]. Recientemente, los investigadores y científicos han prestado mucha atención a los materiales cerámicos de óxido metálico tipo perovskita debido a sus importantes aplicaciones en circuitos microelectrónicos, celdas de combustible, sensores, catalizadores, dispositivos optoelectrónicos y recubrimientos para la pasivación de superficies con óxido [9].
Fig.2 Estructura cristalina de celda unitaria cúbica de perovskita LaFeO3 con octaedros de FeO6 compartidos en las esquinas y cationes La que ocupan los espacios intersticiales entre ellos [3].
Los óxidos de tierras raras son bien conocidos por mostrar una rápida movilidad de iones de oxígeno, alta basicidad superficial e interesantes propiedades catalíticas. Por lo tanto (el compuesto de óxido férrico y óxido de lantano), la perovskita ferrita de lantano (LaFeO3), también resulta ser un candidato prometedor para diversas aplicaciones. Muestra una naturaleza semiconductora de tipo p debido a la deficiencia de oxígeno (vacancias) y la conducción de sus huecos se lleva a cabo mediante pequeños polarones que saltan del sitio A al sitio B al alterar el estado de valencia. Posee alta conductividad iónica y electrónica a altas temperaturas y también tiene buenas características para la detección de gases y compuestos químicos [9].
La LaFeO3, es una ferrita de tipo perovskita distorsionada que consiste en unidades octaédricas de FeO6 con iones La3+ insertados entre estas unidades [10]. Las perovskitas ortorrómbicas RMO3 (donde R= elemento de tierras raras, M= metal de transición del bloque 3d) manifiestan una alta distorsión ortorrómbica intrínseca cuando el radio iónico R3+ es de aproximadamente 1.11 Å, pero cuando este radio es mayor la distorsión disminuye [4]. La ferrita de lantano pura tiene una estructura ortorrómbica debido a lo antes mencionado [10]. 
Dependiendo de los tipos de cationes que ocupen los sitios de la red cristalina, estas interacciones podrían cambiarse para producir varias geometrías cristalinas. Así, diversos grados de inclinación de las unidades octaédricas dan lugar a varios campos cristalinos, lo que da como resultado propiedades ópticas y electrónicas especiales. Esto podría influir en la estructura de la banda, la fotoluminiscencia, el dieléctrico y el comportamiento del transporte de huecos de electrones de LaFeO3 [3].
Las ortoferritasde tipo perovskita son principalmente interesantes porque, en contraste con el producto escalar característico, existe una interacción de intercambio antisimétrica que ocupa el vector producto cruzado de espines adyacentes. También muestran un comportamiento antiferromagnético en ausencia de esta interacción y ferromagnético débil en su presencia [3].
A granel la LaFeO3 presenta propiedades antiferromagnéticas con una temperatura de Néel de 750 K (la más alta del grupo de las ferritas) [8]. Este tipo de óxidos son de interés practico como electrocerámicas debido a su atractiva conductividad mixta que muestra defectos iónicos y electrónicos, debido a la presencia de valencias mixtas de Fe2+/Fe3+, acompañadas de oxígeno no estequiométrico [4]. Las propiedades fisicoquímicas de LaFeO3 dependen principalmente del tamaño, la morfología y la estructura de sus partículas, que están fuertemente influenciadas por la progresión de la síntesis [3]. 
Una característica interesante de los óxidos de perovskita es que muestran una transformación dependiente de la temperatura, en la que la dirección de los giros ordenados antiferromagnéticamente y la dirección de la magnetización neta también giran 90°. La LaFeO3 ha recibido una gran atención en las últimas décadas debido a su estructura altamente estable, bajo costo, abundancia y banda prohibida de aproximadamente 2.0 eV [3]. 
Como ya se ha explicado, tanto como modificaciones en la estructura cristalina como en su superficie generan nuevas propiedades o mejoran las existentes. Las estrategias que pueden ser utilizadas para modificar este compuesto son construcciones de heterouniones de tipo I o II; dopado en el sitio A, en el sitio B o en ambos; y formación de nanoestructuras como nanopartículas, nanofibras o nanocomposítos [3]. Un ejemplo de esto es para aplicaciones como fotocatalizador, al combinar nanopartículas de oro (Au) y el semiconductor LaFeO3, formando una heterounión. Siendo que las nanopartículas de Au se consideran el medio para transferir la gran cantidad de portadores a la superficie de LaFeO3, luego, los portadores de carga se separan y transfieren a su superficie para formar los radicales H+ y OH-. Esta estructura híbrida mejora la eficiencia fotoelectroquímica para la reacción de división del agua [11].
Aplicaciones de la ferrita de lantano. 
Los óxidos de perovskita son prometedores candidatos para aplicarse como sensores, debido a sus propiedades antes mencionadas, además del hecho de que tienen la característica de ser anti-interferentes. Los óxidos de perovskita como LaCoO3, LaFeO3 y LaMnO3 muestran una conductividad excepcional por lo que han sido utilizados con gran frecuencia. 
Debido a la presencia de un gran número de vacantes de oxígeno o sitios de deficiencia en la superficie, las perovskitas de oxido metálico se reconocen como un catalizador activo de oxígeno, lo que permite a los investigadores utilizarlos en reacciones basadas en lecturas sensoriales [12], [13]. La mayoría de las aplicaciones de LaFeO3 están enfocadas a utilizarse como un fotocatalizador [14]; como modificador de electrodos para celdas de combustible [15]; sensor de gases [7]; o como sensor químico, por ejemplo para determinar dopamina [16] o capecitabina [13]. 
Fig. 3 Aplicaciones más comunes de la ferrita de lantano. 
La utilidad de los sensores a base de nanomateriales de perovskita puede verse afectada por los siguientes elementos:
Nanoestructura adecuada: el diseño y desarrollo de una nanoestructura adecuada para su utilidad como sensor para un determinado analito, sigue siendo un gran problema para los investigadores. Esto es debido a que las perovskitas pueden formar diversas nanoestructuras como puntos cuánticos, nanocristales, nanocables, nanopartículas, entre otros. Otro problema es la elección de la ruta sintética, ya que puede conducir a una mezcla de nanoestructuras, por lo que se requiere una estrategia óptima para obtener las nanoestructuras deseadas [12].
Estabilidad: los nanomateriales de perovskita tienen el principal problema de estabilidad, que puede influir en muchas respuestas de los sensores. Por ejemplo, las perovskitas de haluros organometálicos pueden ser significativamente afectadas por la humedad. Asimismo, tanto las perovskitas de oxido como de haluro se pueden volver inestables por la temperatura, la presión y el entorno del disolvente [12].
Toxicidad: es necesario conocerla para autentificar la eficiencia de un sensor basado en nanomateriales de perovskita. La mayoría de las perovskitas de haluro son tóxicas, de ahí que su uso en muestras biológicas este bastante restringido [12].
Lamentablemente, LaFeO3 aún no puede emplearse en aplicaciones industriales porque siempre muestra un rendimiento fotocatalítico débil debido a los problemas existentes tales como: Gran tamaño de partículas y área de superficie pequeña; cristalinidad débil debido al tratamiento a baja temperatura; baja adsorción de O2; reacciones fotocatalíticas de baja superficie; respuesta de luz visible limitada y tasa de recombinación de carga rápida. Es debido a esa razón que los enfoques están dirigidos en desarrollar estrategias de modificación para mejorar las propiedades generales de LaFeO3 a través de varios medios [3].
Técnicas de síntesis para ferrita de lantano
La estructura, el tamaño, fases cristalinas y las aplicaciones potenciales de los materiales de LaFeO3 están fuertemente influenciados por el proceso de síntesis, por lo que gran parte de las investigaciones están enfocadas en su procesamiento [17] y posibles aplicaciones tecnológicas que requieren una morfología especial, como películas delgadas, solidos porosos o polvos monodispersos de tamaño nanométrico [2].
Las propiedades físicas o químicas de estos materiales se pueden cambiar mediante la modificación adecuada de los dopantes o la sustitución con átomos especiales. La síntesis de nanoestructuras de LaFeO3 generalmente se sintetiza a través de una variedad de rutas, como la reacción de estado asistida por microondas, estado sólido, descomposición térmica, microemulsión, sol-gel [15], coprecipitación, combustión, síntesis sonoquímica, método del ácido tartárico [17] e hidrotermal [4], por mencionar otros.
A principios del 1940 la reacción en estado sólido se usaba convencionalmente para producir polvos de óxidos de perovskita [4]. Las reacciones en estado sólido son reacciones en las que al menos interviene un sólido. Es decir, pueden ser reacciones sólido-sólido, sólido-líquido o sólido-gas. Este es el tipo de reacciones con las que se obtienen materiales basados en metales de transición [18]. Este método de preparación convencional está basado entre los reactivos La2O3 y Fe2O3 a altas temperaturas y moliendas intermedias, tiene algunas desventajas inherentes. Estas desventajas incluyen la introducción de impurezas durante la molienda de bolas, falta de homogeneidad química, tamaño de partícula más grueso e incontrolado y menor área de superficie [17]. 
El método de estado sólido se realiza a altas temperaturas (> 1,300 K), en el cual se ponen en contacto los reactivos sólidos que previamente se mezclan en un mortero o en un molino de bolas, y luego se calientan a temperaturas suficientemente altas para permitir interdifusión y reacciones de estado sólido [18]. Por otro lado, el método del fundente se basa en la reacción en estado sólido, el cual se ha empleado para la preparación de monocristales de óxidos de perovskita. La ventaja de estos métodos es que permiten sintetizar de manera sencilla compuestos de oxido, debido a que la reacción se desarrolla en atmosfera de aire y presión ambiental [4].
Los materiales producidos por reacciones químicas blandas, tienen una mejor distribución homogénea de constituyentes, tienen mayor pureza, se pueden producir con una amplia gama de sustituciones parciales de dopantes y diferentes morfologías [4]. Estas reacciones son topotácticas, lo cual significa que los elementos estructurales de los reactivos se preservan en el producto, pero la composicióncambia [18].Durante la década de 1960 surgieron las rutas de coprecipitación y sol-gel como alternativas de procesamiento para polvos cerámicos, incluidos algunos compuestos tipo perovskita. La funcionalidad de estos procesos se basa en los principios relacionados con el mecanismo de formación de colides en medios acuosos a muy bajas temperaturas [4]. 
La técnica sol-gel es el método comúnmente utilizado que produce nanomateriales de alta pureza mediante tratamiento a temperatura ambiente. Este método supone coloidal con la solución y la formación de gel. Generalmente, los alcóxidos metálicos se emplean como materiales precursores que sirven como monómeros para la polimerización seguida de hidrólisis, condensación y reticulación para producir un gel [18]. Sol-gel es un método ampliamente utilizado para la preparación de cerámica y nanomateriales de gran superficie. Está técnica depende principalmente del pH y la temperatura. Hay abundantes informes sobre la síntesis de LaFeO3 por la técnica sol-gel [3]. 
En la metodología sol-gel, los reactivos iniciales (soluciones salinas con los cationes específicos) se someten a tratamientos químicos a temperaturas suaves (< 373 K) para formar dispersiones coloidales estables cuando se mezclan con un ácido o solución básica. Un sol es una dispersión de partículas sólidas en un líquido con tamaño suficientemente pequeño para permanecer en suspensión [18], teniendo un tamaño de partícula que varía entre 1 nm y 1 µm. En esta metodología, el paso de cristalización ocurre a temperaturas de calcinación menores que las asociadas con la preparación de la misma fase cristalina a través del proceso de estado sólido [4].
Las características suaves ofrecidas por el proceso sol-gel permiten la introducción de moléculas orgánicas en una red inorgánica. Los componentes inorgánicos y orgánicos se pueden mezclar a escala nanométrica en, virtualmente, cualquier relación que conduzca a los así llamados nanocompuestos híbridos inorgánico orgánico. Estos híbridos son extremadamente versátiles en su composición, procesamiento y propiedades ópticas y mecánica [18].
La técnica de coprecipitación está asociada con la adsorción de metales en la superficie del precipitado o debido a la incorporación de metales en las estructuras del precipitado. Se pueden utilizar sustancias inorgánicas u orgánicas como agentes de coprecipitación. Los agentes orgánicos habitualmente elegidos son aquellos capaces de originar quelatos neutros con especies metálicas. Después de la precipitación, el precipitado puede eliminarse por centrifugación y filtración o decantación y luego disolverse en ácidos o en un solvente orgánico [19]. La coprecipitación es muy adecuada para la generación de una distribución homogénea de los componentes del catalizador. El precursor del catalizador final es un compuesto definido estequiométricamente por constituyentes del catalizador, la calcinación y/o un paso de reducción para generar el catalizador final, que por lo general crea cristales de tamaño pequeño e íntimamente mezclados de los componentes [20]. 
La coprecipitación que utiliza hidróxidos como portadores de oligoelementos es la más utilizada en la coprecipitación inorgánica, por ejemplo, Fe(OH)3, Mn(OH)3, Al(OH)3, La(OH)3, Zr(OH) )3, Th(OH)3, Mg(OH)2 y Ni(OH)2. Esto se debe a que los hidróxidos de la mayoría de los metales son insolubles en soluciones de pH neutro, lo que indica que los portadores de hidróxido pueden pre-concentrar la mayoría de los metales. La otra razón es que la matriz de aniones no se genera a partir del vehículo después de la disolución de los hidróxidos con una solución ácida, lo que beneficia la medición de los elementos traza [18].
Los métodos de síntesis como la coprecipitación o el hidrotermal, permiten sintetizar cerámicas tipo perovskita con cristales finos, pero son impopulares porque sus complejidades y costos impiden una fabricación industrial a gran escala [2].
La técnica hidrotermal se ha convertido en una de las rutas de procesamiento químico más adecuado en términos de consumo de energía y respeto por el medio ambiente, permitiendo la preparación de un gran número de compuestos de perovskita con estructuras cristalinas y composiciones químicas específicas [4]. Esta metodología es convencionalmente utilizada para preparar sólidos microporosos. Típicamente, se preparan bajo condiciones hidrotérmicas (temperatura entre 80 y 200 °C, presión autógena entre 30 y 910 bar) en autoclaves de acero inoxidable recubiertas internamente con teflón y con un tiempo de calentamiento que va desde unas pocas horas a aproximadamente treinta días. Las temperaturas son inferiores a las necesarias en el proceso cerámico y en el sol-gel [18]. El enfoque hidrotermal es básicamente una ruta de cristalización que incluye la nucleación y el crecimiento de cristales como los pasos principales. Debido a su fácil operación, esta técnica es ampliamente utilizada para la síntesis de varios nanomateriales [3] debido a que se obtiene una cristalinidad simple, un bajo costo efectivo, un control del tamaño y la morfología de las partículas mediante cambios fáciles en los detalles experimentales [15]. 
Con el desarrollo tecnológico de los últimos años han surgido nuevas metodologías como la asistida por microondas o la sonoquímica; en la primera se utilizan radiaciones de microondas para calentar la mezcla de la reacción y se obtienen nanomateriales, mientras que en la segunda implica un contacto indirecto entre el precursor de óxidos metálicos y la onda de ultrasonido a través de la cavitación acústica [3], [21].
La técnica asistida por microondas se presenta como un nuevo método de síntesis y se explora mucho en términos de síntesis orgánica/inorgánica debido a los diversos beneficios, como un tiempo de reacción rápido, microondas homogéneo, junto con el propósito de energía verde y eficiente [3]. Por otro lado, la sonoquímica deriva principalmente de la cavitación acústica: la formación, crecimiento y colapso implosivo de burbujas en líquidos irradiados con ultrasonidos de alta intensidad. El colapso de la burbuja durante la cavitación sirve como un medio efectivo para concentrar la energía difusa del sonido: la compresión de un gas genera calor. Cuando la compresión de las burbujas ocurre durante la cavitación, el calentamiento es más rápido que el transporte térmico, creando un punto caliente localizado de corta duración [21]. 
Caracterizaciones para ferrita de lantano. 
Durante el análisis de las nanopartículas los principales parámetros estudiados son el tamaño y la forma. También es posible medir la distribución del tamaño, el grado de agregación, la carga superficial y el área de la superficie, y hasta cierto punto evaluar la química de la superficie [22]. Dentro de los distintos tipos de caracterización, para estudiar la morfología se utilizan las microscopias electrónicas de barrido y de transmisión [10], [15], [23]; para sus propiedades ópticas mediciones de Uv visible [9]; para determinar la estructura cristalina mediciones DRX [8], [9], [23]–[25]; para analizar su composición Raman e IR [6], [8], [9], [23], [26]; y para analizar la química de la superficie se analiza los espectros de XPS [10]. Los anteriores estudios son las principales caracterizaciones que se utilizan para identificar nanopartículas, incluidas las de ferrita de lantano. Aunque dependiendo de la aplicación a la que va dirigida o si la nanopartícula fue modificada, se realizan otro tipo de estudios como análisis termogravimétrico [15] o de sus propiedades magnéticas [10]. 
La difracción de rayos X (DRX) es una de las técnicas más utilizadas para la caracterización de nanopartículas. Por lo general, DRX proporciona información sobre la estructura cristalina, la naturaleza de la fase, los parámetros de red y el tamaño de grano cristalino. El último parámetro se estima usando la ecuación de Scherrer usando la ampliación del pico más intenso de una medición DRX para una muestra específica. Una ventaja de las técnicas DRX, comúnmenterealizadas en muestras en forma de polvo, generalmente después de secar sus soluciones coloidales correspondientes, es que da como resultado valores promediados por volumen estadísticamente representativos. La composición de las partículas se puede determinar comparando la posición y la intensidad de los picos con los patrones de referencia disponibles en la base de datos del Centro Internacional de Datos de Difracción (ICDD, anteriormente conocido como Joint Committeeon Powder Difraction Standards, JCPDS) [22]. En el análisis de ferrita de lantano por esta técnica se busca encontrar con los planos cristalinos de (101), (200), (220), (202), (240) y (242), los cuales son representativos y que se describen en la tarjeta JCPDS No. 371493 [10].
Fig 4 Análisis estructural de la película de LaFeO3 sinterizada a 1050 °C, utilizando patrones XRD (a) polvo, (b) fibra, (c) composición mixta. [26]
La espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) es la técnica analítica más utilizada para el análisis químico de superficies, también empleada para la caracterización de materiales a nanoescala. Su principio físico subyacente es el efecto fotoeléctrico. XPS es una poderosa técnica cuantitativa, útil para dilucidar la estructura electrónica, la composición elemental y los estados de oxidación de los elementos de un material. También puede analizar las interacciones de intercambio de ligandos y la funcionalización de la superficie de las nanopartículas, así como las estructuras de núcleo/carcasa, y funciona en condiciones de ultra alto vacío [22]. Los picos de 835.0, 836.2 y 839.7 eV para LaFeO3 pueden asignarse a las energías de enlace de La (3d), lo que indica que la forma principal de La está en estado de oxidación. Los picos de Fe (2p) para LaFeO3 están en 711.5 y 725.1 eV [10].
La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) es una técnica basada en la medición de la absorción de radiación electromagnética con longitudes de onda dentro de la región del infrarrojo medio (4000–400 cm−1). Si una molécula absorbe radiación IR, el momento dipolar se modifica de alguna manera y la molécula se vuelve activa en IR. Un espectro registrado da la posición de las bandas relacionadas con la fuerza y la naturaleza de los enlaces y los grupos funcionales específicos, proporcionando así información sobre las estructuras e interacciones moleculares [22]. Para muestras de LaFeO3 se pueden observar distintos picos entre los cuales los más representativos corresponden a tres de ellos, alrededor de 850 cm-1 se observa la presencia de grupos nitrato, cercano a 631 cm-1 corresponde a enlaces Fe-O o La-O [27] y en 1441 cm-1 estiramientos de enlaces C-O que corresponden a La2O2CO5 [28]; estos picos confirmarían la presencia de la fase perovskita en el producto final.
Fig. 5 Espectros de vibración IR del compuesto (a) LaFe(C2O4)3·3H2O, (b) LaFeO3 550 °C y (c) LaFeO3 700 °C [13]
La espectroscopía UV visible (UV-Vis) es otro método de caracterización relativamente fácil y de bajo costo que se usa a menudo para el estudio de materiales a nanoescala. Mide la intensidad de la luz reflejada en una muestra y la compara con la intensidad de la luz reflejada en un material de referencia. Las nanopartículas tienen propiedades ópticas que son sensibles al tamaño, la forma, la concentración, el estado de aglomeración y el índice de refracción cerca de la superficie de la nanopartícula, lo que hace que la espectroscopia UV-Vis sea una herramienta importante para identificar, caracterizar e investigar estos materiales y evaluar la estabilidad de las nanopartículas. soluciones coloidales. Los soles de nanoestructuras de oro, plata y cobre exhiben espectros de extinción UV-Vis característicos debido a la existencia de una señal LSPR en la parte visible del espectro [22]. Para muestras de LaFeO3 se espera encontrar un pico en el espectro de absorción alrededor de los 500 nm, el cual corresponde a la transición electrónica desde la banda de valencia a la banda de conducción del compuesto (O2pFe3d) [29].
Fig. 6 Espectros UV-Vis de las NP de LaFeO3 [30]
Los microscopios SEM y TEM generan un haz de electrones altamente enfocado, que impacta la muestra dentro de una cámara de vacío. Sin embargo, los microscopios SEM están diseñados principalmente para examinar superficies de materiales (como los microscopios de luz de reflexión), mientras que los microscopios TEM están diseñados principalmente para examinar la estructura interna de las muestras (como los microscopios de luz de transmisión) [31]. Para la ferrita de lantano, la microscopia SEM busca determinar la porosidad y otros defectos superficiales [23]; mientras que para mediciones TEM es posible analizar la morfología y tamaño de partícula [13].
Fig. 7 Microestructura de los polvos de LaFeO3 obtenidos tras el tratamiento térmico de los precipitados a 1050 °C, imágenes de baja y alta resolución de (a,d) polvo sol-gel, (b,e) fibra electro hilada, (c,f) morfología mixta [26]
El efecto Raman se origina a partir de la dispersión inelástica de la luz y puede sondear directamente los estados de vibración/vibración rotacional en moléculas y materiales. A pesar de las numerosas ventajas sobre la espectroscopia infrarroja, la dispersión Raman espontánea es muy débil y, en consecuencia, ha surgido una variedad de técnicas espectroscópicas Raman mejoradas. Estas técnicas incluyen dispersión Raman estimulada y dispersión Raman anti-Stokes coherente, así como espectroscopias de dispersión Raman mejoradas en la superficie y en la punta. La espectroscopia Raman es ahora una técnica eminente para la caracterización de materiales y modos de fonones en cristales. Las propiedades como el número de monocapas y corte entre capas, anisotropía en el plano, dopaje, desorden, conductividad térmica, modos de tensión y fonones se pueden extraer mediante espectroscopia Raman [32]. 
Fig. 8 Espectros Raman de películas gruesas de LaFeO3 de LaFeO-P, LaFeO-F y LaFeO-M sinterizadas a 1050 °C [26]
En el caso de las muestras de ferrita de lantano, el análisis de los modos Raman de órdenes de vibración (Pbnm), los picos esperados se dividen en cuatro grupos. En las vibraciones para el lantano presentes por debajo de 200 cm-1, B1g/Ag son causadas por los cationes Fe-O. Los modos entre 200 y 300 cm -1 se deben a la combinación de los modos anteriores y los modos de inclinación octaédrica de oxígeno, Ag/B2g causadas por FeO6. Sin embargo, los modos entre 400 y 450 cm-1 surgen debido a las vibraciones de flexión octaédrica del oxígeno B1g/B3g y los modos por encima de 500 cm-1 se atribuyen a las vibraciones de estiramiento del oxígeno B1g de Fe-O [33].
Fármacos como contaminantes.
Tomando en cuenta lo antes descrito, las propiedades que ofrece la ferrita de lantano son prometedoras para aplicarse al campo de detección química e incluso modificar estas propiedades para aumentar la selectividad de los compuestos, ya sea con modificaciones en su estructura cristalina o en la superficie de sus partículas. Dentro de los compuestos químicos de interés en la actualidad en los que LaFeO3 puede incursionar para determinarlos, se encuentran los fármacos.
Dentro del grupo de contaminantes emergentes, los fármacos están tomando un papel relevante durante los últimos años, incluso siendo considerado un grave problema medioambiental. Este problema se ve alimentado por el consumo excesivo de medicamentos no controlados, junto con el inadecuado tratamiento y su posterior ingreso a cuerpos de agua [34], [35]. Esos contaminantes emergentes son compuestos cuyo vertido supone un problema sanitario y ambiental. Se trata de contaminantes solubles en agua por lo que son capaces de presentar de estar presentes en todas las etapas del ciclo del agua [34]. Los fármacos con mayor presencia son paracetamol, aciclovir, aspirina, ofloxacin, diclofenaco, ibuprofeno y naproxeno. Estos han sido encontrados en la en aguas residuales, en agua de los ríos y en menor medida en agua potable, detectándose concentraciones que oscilan entre los 2 ng L-1y 70 µg L-1, entre ellos los más altos corresponden a ibuprofeno, diclofenaco y paracetamol [36], [37]. 
Los medicamentos antinflamatorios de tipo no esteroideos (AINE) como el ibuprofeno y el diclofenaco, junto con los analgésicos como el paracetamol, constituyen parte de los grupos farmacéuticos más utilizados en el mundo. Son ampliamente empleados para el tratamiento de dolores leves en pacientes que lo requieren. Su producción anual se estima en varias kilotoneladas, son productos que se pueden adquirir fácilmente sin receta médica. Resultado de su farmacocinética, consumo masivo y el deshecho inadecuado cuando estos se encuentran caducos, se ha convertido en que su presencia en el medio ambiente se encuentre en incremento [36].
El ciclo de contaminación de los fármacos inicia cuando el individuo desecha naturalmente la sustancia que va a las aguas residuales, de ahí que pasa a un proceso de tratamiento, el cual no logra remover por completo las concentraciones que van a dar a las fuentes superficiales, así como a las fuentes subterráneas para ser nuevamente aprovechados por el ser humano [38].
Fig. 9 Concentraciones máximas de contaminantes antropogénicos ACs encontradas en diferentes matrices ambientales; Pharm: Farmacéutica, Alimentos IND: Industria Alimentaria, Agri: Agrícola. PCP: productos de cuidado personal [35] 
Los efectos de la presencia de fármacos en cuerpos de agua son daño en la hidrobiota, bioacumulación y biomagnificación, junto con la posibilidad de su ingesta. La ecotoxicidad que puede generar es estrés oxidativo en vertebrados e invertebrados expuestos a cambios en la actividad de enzimas antioxidantes, cambios citológicos en los riñones e hígado de peces, defectos cardiovasculares y anomalías cardiacas, cambios en la expresión de genes y daño de ADN, desórdenes endocrinos y en las plantas el estrés oxidativo cambia el contenido de clorofila y carotenoides [37]. Por ejemplo, en el bagre negro, cuando es expuesto a diclofenaco, se ve afectada su actividad hepática, el pez cebra, cuando es expuesto a concentraciones de ibuprofeno reduce su crecimiento, su habilidad de responder a estímulos externos y su capacidad de movimiento [38]. Es debido a esto que exista la necesidad de continuar los estudios sobre estos nuevos contaminantes, no solo para observar las consecuencias que hay por su presencia en el medio ambiente, sino que también para lograr detectarlos en las aguas residuales antes de que lleguen a los ríos y cuerpos de agua.
Técnicas para detección de fármacos en medios acuosos 
Hay diversas técnicas y equipos que se pueden utilizar para evaluar la presencia de fármacos, aunque todos tienen sus ventajas y desventajas. Los de más de mayor aplicación son los siguientes [39]:
Sin duda los principales avances que se han producido en el análisis farmacéutico han ido acompañados del desarrollo de las técnicas de cromatografía líquida y más concretamente de la cromatografía líquida de alta resolución, más conocida como HPLC por sus siglas en inglés (“High Performance Liquid Chromatography”). Esta técnica de separación junto con el sistema de detección UV-VIS, le da una inmensa versatilidad, pudiéndose aplicar en muchas de las fases del análisis farmacéutico, desde las primeras etapas que implican el reconocimiento de proteínas diana, pasando por estudios farmacocinéticos y farmacodinámicos y, por supuesto, en el análisis de la pureza y productos de degradación del medicamento y sus materias primas, tales como los excipientes, así como estudios de estabilidad y degradación del fármaco. Como consecuencia de que se necesita elevadas presiones, el equipo necesario para la HPLC tiende a ser más sofisticado y caro que el que se utiliza en otros tipos de cromatografía [39].
La técnica de electroforesis capilar ha ganado aceptación en el análisis de medicamentos en la actualidad. Las principales ventajas que presenta este tipo de separación, es que su eficiencia es mucho mayor que la obtenida con la cromatografía de líquidos, los tiempos de análisis son cortos, los análisis baratos y la cantidad de muestra necesaria pequeña (del orden de los nanolitros). En su favor debe mencionarse que es una técnica menos robusta que las cromatografía, aunque la sensibilidad es menor y la optimización de los métodos de separación es más elaborada [39].
Por otro lado, la electroquímica es una opción accesible e innovadora para la cuantificación de trazas de analitos, se basa en el comportamiento de la corriente y el potencial sobre la superficie del electrodo de trabajo. De esta manera, la voltamperometría constituye una alternativa de amplio espectro, económica y amigable con el medio ambiente [40]. 
El análisis de separación electroquímico es reconocido como una de las técnicas más convenientes para la medición, debido a su capacidad de pre-concentrar analitos en la superficie del electrodo de trabajo, lo que permite la cuantificación a concentraciones de microgramos por litro o incluso nanogramos por litro [40], [41]. Las distintas técnicas voltamperométricas que existen se diferencian entre sí en la función de potencial que se aplica al electrodo sólido de trabajo. Entre las principales técnicas voltamperométricas se encuentran las siguientes: 
La voltamperometría cíclica consiste en la exploración de una gama de posibles tensiones durante la medición actuales. Durante el análisis, se explora el potencial de un electrodo sumergido, inmóvil desde un potencial inicial predeterminado a un valor final (llamado la conmutación posible) y luego se obtiene el análisis inverso. Esto le da un barrido “cíclico” de potenciales y la corriente vs curva derivada de los datos se llama un voltagrama cíclico. Los extremos de potencial se denominan “ventana de exploración”. La magnitud de las corrientes de reducción y oxidación y la forma de los voltamperogramas son muy dependientes de la concentración de analito, exploración de precios y condiciones experimentales [42]. 
En la voltamperometría de pulso diferencial la señal de excitación consiste en una serie de pulsos a manera de escalera, donde el potencial de base aumenta gradualmente en pequeños intervalos entre 10 y 100 mV. La corriente resultante se mide justo antes de la aplicación del pulso y al final de la aplicación de este, de esta manera al graficar la diferencia de corrientes obtenidas en función del potencial aplicado, se obtienen respuestas donde la intensidad máxima de corriente es proporcional a la concentración de la especie reaccionante [43].
Mientras que la voltamperometría de onda cuadrada consiste en una onda cuadrada superpuesta a una de tipo escalera. La corriente es medida durante intervalos de tiempo muy cortos en la parte final de la onda positiva, al tiempo ti1, y en la parte final de la onda negativa, al tiempo ti2, de cada onda cuadrada. La diferencia entre las intensidades de corriente, i1- i2, se registra en función del potencial en escalón y el voltamograma obtenido es un pico simétrico similar al obtenido en la voltamperometría de pulso diferencial. Esta técnica es más sensible que la voltamperometría de pulso diferencial pues permite discriminar mejor la corriente faradaica de la corriente capacitiva [43].
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LaFeO3
Fotocatalizador
Sensor de gases
Electrodo en celdas de combustible
Sensor químico
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