Investigadores de la Universidad Jaume I y otros centros internacionales han desarrollado nuevos nanocompuestos con nanopartículas de plata y un semiconductor de wolframato, también con plata, que mejora 32 veces el rendimiento bactericida de los materiales empleados hasta ahora. El semiconductor atrae a las bacterias y las nanopartículas las neutralizan.
El uso cada vez mayor de semiconductores en la vida cotidiana ha activado la búsqueda de nuevos materiales, así como la obtención de métodos de síntesis más eficientes con una amplia gama de aplicaciones tecnológicas, convirtiéndose en uno de los campos de investigación que se sitúa en la frontera del conocimiento básico y aplicado.
Una de las familias de semiconductores que más ha captado la atención es la familia de óxidos mixtos de wolframio, que son una clase de materiales multifuncionales con propiedades físicas y químicas innovadoras que cubren un amplio espectro de aplicaciones. Al mismo tiempo, en los últimos años, ha aumentado la inversión en investigación para la obtención de agentes bactericidas eficientes.
Ahora, investigadores de la Universidad Jaume I, en Castellón, y otros centros de Brasil y la República Checa han desarrollado una nueva técnica para obtener nanocompuestos complejos formados por nanopartículas de plata metálica dopadas en el cristal del semiconductor de wolframato de plata que mejoran 32 veces su rendimiento bactericida.
El estudio se publica en la revista Scientific Reports (Nature), donde los autores explican un nuevo proceso de síntesis basado en la irradiación de luz láser en la superficie del semiconductor en un tiempo extremadamente corto, del orden de femtosegundos (10 -15 segundos).
Esta técnica permite la segregación de plata metálica del semiconductor formando en la superficie nanopartículas de plata. El semiconductor atrae a los agentes bacterianos y las nanopartículas de plata (Ag) los neutralizan. "Este volframato de plata es altamente bactericida cuando se aplica a una colonia de bacterias, alrededor de 32 veces más efectivo que los materiales empleados hasta ahora", destacan os investigadores.
Irradiación láser ultracorta
De esta forma, la interacción entre el semiconductor y la radiación por láser pulsado en femtosegundos abre posibilidades en la obtención de compuestos bactericidas de alto rendimiento y de fácil fabricación, ya que la irradiación láser ultracorta puede integrarse de forma sencilla en el proceso de producción. La investigación también ha desvelado que la síntesis impulsada por láser ofrece una rica variedad de especies químicas, como la negra o la de nubes rojas.
El hallazgo amplía los conocimientos fundamentales sobre los efectos de la interacción entre láser y materia, a la vez que sirve de inspiración para la síntesis eficiente de nanocompuestos. El equipo investigador trabaja en la capacidad de ajuste del efecto inducido por el láser mediante la variación de su potencia y el tiempo de irradiación que podría abrir un nuevo campo en la síntesis de materiales novedosos con una amplia gama de aplicaciones fotocatalíticas o fotoconmutadoras en campos como la medicina o la tecnología.
Este trabajo es el resultado de un proyecto de cooperación internacional en el marco del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar) de Brasil, investigadores e investigadores de los departamentos de Física, Química Inorgánica y Orgánica, y Química Física y Analítica de la UJI y de la universidad checa de Liberec.
Referencia bibliográfica:
Elson Longo, Edson R.Leite, Marcelo Assis y Regiane Oliveira (UFSCar); Carlos E. Vergani y Camila C. Foggi (FOAR-Unesp-Araraquara); Juan Andrés, Eloisa Cordoncillo, Héctor Beltrán y Gladys Mínguez (Universidad Jaume I -UJI); y Rafael Torres-Mendieta (University of Liberec Studentská - Liberec Czech Republic). "Towards the scale-up of the formation of nanoparticles on α-Ag2WO4 with bactericidal properties by femtosecond laser irradiation". Scientific Reports, volume 8 (2018) http://www.nature.com/articles/s41598-018-19270-9
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido la mitad de este galardón al bioquímico estadounidense David Baker por diseñar desde cero nuevas proteínas mediante su programa RoseTTAFold. La otra mitad la comparten el británico Demis Hassabis y el también estadounidense John M. Jumper, ambos de la empresa DeepMind de Google, que lograron predecir las estructura proteicas con IA.
Un estudio internacional con participación del CSIC ha demostrado que reemplazar un solo átomo en posiciones estratégicas de la secuencia genética puede revertir su dirección de rotación. Según los autores, el hallazgo podría convertirse en una importante diana terapéutica al desempeñar un papel importante en diversos procesos biológicos.
