La mayoría de las personas hemos escuchado en algún momento los términos nanotecnología, nanociencia o nanomateriales y los asociamos a objetos muy diminutos. Cuando hablamos de nano nos referimos al prefijo griego que significa “enano”, y en el campo de la ciencia e investigación este se refiere a estructuras que se miden en nanómetros (nm), es decir, la milmillonésima parte de un metro. Para comprender mejor la idea de esta escala, podemos comparar a las bacterias (1000 nm) con respecto a los virus (alrededor de 100 nm), y cuando hablamos de nanomateriales nos referimos a la fabricación de materiales en los que por lo menos una de sus dimensiones se encuentra en el rango de 1 a 100 nm (Figura 1).
Actualmente, la nanotecnología forma parte de nuestro día a día y la encontramos en una infinidad de aplicaciones, como en el desarrollo de microprocesadores para dispositivos móviles, en la fabricación de dispositivos de conversión de energía alterna, en el campo de la medicina para la mejora de productos farmacéuticos y tratamiento de diversas afecciones.
En la síntesis de nanomateriales existen diferentes rutas de fabricación, las cuales se pueden clasificar en dos grandes grupos (Figura 2):
- La síntesis de arriba hacia abajo (Top Down), en la que se producen nanomateriales por reducción de tamaño de un material de partida mediante diferentes tratamientos principalmente físicos.
- La síntesis de abajo hacia arriba (Bottom Up), en la cual los nanomateriales se construyen por medio de reacciones químicas a partir de entidades de menor tamaño, por ejemplo, al unirse átomos y partículas más pequeñas como si se trataran de bloques de lego.
Esta última ruta es de las más empleadas para la fabricación de nanomateriales por su alta eficiencia y buen control en sus propiedades fisicoquímicas. Sin embargo, los métodos químicos utilizados suelen ser costosos e involucran el uso de sustancias tóxicas que implican algún tipo de riesgo a la salud humana y al medioambiente. En la búsqueda de minimizar la problemática medioambiental, el investigador John C. Warner, reconocido como el padre de la química verde, propuso 12 criterios para mejorar el aprovechamiento de los reactivos, emplear sustancias menos peligrosas y renovables, así como minimizar la generación de subproductos (Anastas & Warner 1998) (Figura 3).
Gracias a estos criterios, durante las últimas décadas se inició una búsqueda exhaustiva de diferentes procesos biosintéticos para la fabricación de nanomateriales derivados del uso de biomasa como una fuente rica en extracto crudo sin tratar, a partir de tejidos de gran diversidad de flora y fauna que tienen compuestos químicos estructuralmente diversos, como bacterias, hongos, semillas, algas y plantas (Figura 4).
El uso de las plantas destaca sobre los demás procesos biosintéticos, ya que estas son una fuente rica en especies químicas con efecto similar a los reactivos comerciales usados en la obtención de nanomateriales, además, son de fácil acceso, de bajo costo y no se requiere de adecuaciones especiales para su manejo. Aunado a lo anterior, se ha comprobado que las sustancias contenidas en la inmensa variedad de flora actúan como agentes reductores y como agentes estabilizadores en la síntesis de nanomateriales, siendo atribuidas estas propiedades a su contenido de proteínas, vitaminas, terpenoides, flavonoides y taninos (Figura 5).
La fuente del extracto de planta puede influir en las características fisicoquímicas de los nanomateriales, y esto se debe a que diferentes extractos contienen diferentes concentraciones o combinaciones de agentes orgánicos. Debido al gran número de biomoléculas involucradas, conocer el mecanismo de bio-reducción puede llegar a ser relativamente complejo. No obstante, se ha logrado un gran avance en la síntesis verde de nanomateriales al obtener una amplia diversidad en composiciones y morfologías, dentro de las cuales podemos mencionar la obtención de nanopartículas y nanoestructuras de elementos como Ag, Au, Cu, Fe, Pt, Pd, Zn, C, entre otros.
Estos métodos ecológicos están siendo ampliamente usados por los beneficios inmediatos que conlleva su aplicación, pues son amigables con el medio ambiente, altamente rentables y fácilmente escalables para la obtención a gran escala de nanomateriales. En México contamos con una gran diversidad de flora, por lo que existe una alta viabilidad de implementar métodos respetuosos con el medio ambiente.
En el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la UNAM se cuenta con líneas de investigación relacionadas con el desarrollo de nuevos materiales. En el Laboratorio de Biomateriales y en el Laboratorio de Electroquímica y Materiales Nanoestructurados, se desarrollan e implementan métodos ecológicos mediante un estudio y evaluación de compuestos orgánicos provenientes de diversas plantas endémicas de nuestro país para la síntesis de diversos nanomateriales.
*Las imágenes presentadas se diseñaron empleado la herramienta de inserción de imágenes en línea de Microsoft PowerPoint con tecnología de Bing Solo Creative Commons.
Referencias
- Anastas, P. T., & Warner, J. C. (1998). Green chemistry. Frontiers, 640, 1998.
- Sinha, S., Pan, I., Chanda, P., & Sen, S. K. (2009). Nanoparticles fabrication using ambient biological resources. J Appl Biosci, 19, 1113-1130.
El doctor Fabián Mares Briones realiza una estancia posdoctoral por parte de Conacyt y el doctor Rodrigo Esparza Muñoz es investigador titular del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la Universidad Nacional Autónoma de México Campus Juriquilla
AQUÍ PUEDES LEER TODAS LAS ENTREGAS DE “DESDE LA UNAM”, LA COLUMNA DE LA UNAM CAMPUS JURIQUILLA PARA LALUPA.MX
https://lalupa.mx/category/aula-magna/desde-la-unam/
(Visited 1 times, 1 visits today)
Last modified: 2 octubre, 2022Tomado de https://lalupa.mx/
Más historias
Firma de convenio de colaboración entre la #DDHPO y la Defensoría Pública del Estado de Oaxaca
Localizan a 7 de los 13 secuestrados en Nuevo León
Colabora Coesfo en atención de incendio en Putla Villa de Guerrero