Investigadores de la UIB demuestran la existencia de la fuerza invisible que conecta el mundo sólido con el gaseoso

Un equipo de investigadores de la Universitat de les Illes Balears (UIB) ha demostrado la existencia de la fuerza invisible que conecta el mundo sólido con el gaseoso.

En una nota de prensa, la UIB ha informado que un equipo de investigadores del grupo de investigación en Química Supramolecular de la Universidad ha dado un paso adelante importante en el conocimiento de las fuerzas intermoleculares que actúan en las relaciones de los elementos sólidos y las sustancias gaseosas.

En un estudio recientemente publicado en la prestigiosa revista científica Journal of Materials Chemistry A --que le dedica la portada--, los investigadores de la UIB demuestran por primera vez con resultados experimentales la existencia de la interacción supramolecular conocida como Regium Bond. Esta interacción se basa en la atracción entre átomos pertenecientes a los metales nobles, como el cobre, la plata y el oro, y sustancias gaseosas.

Esta interacción ya había sido propuesta de forma teórica por los propios investigadores en estudios previos, que ahora han demostrado su existencia de forma experimental. El equipo de la UIB diseñó específicamente un experimento basado en la desorción térmica que permite estudiar la capacidad de adsorción de un gas sobre un sólido.

A través de este experimento consiguieron poner de manifiesto la existencia de estas fuerzas intermoleculares entre nanopartículas de oro o plata, y diversas sustancias orgánicas contaminantes, específicamente, los compuestos orgánicos volátiles (VOC). Estos compuestos están presentes en multitud de productos y materiales. Se evaporan a temperatura ambiental y, en algunos casos, pueden ser nocivos para la salud humana.

Estos resultados experimentales han ido acompañados del desarrollo de un modelo teórico de la superficie de las nanopartículas de oro o plata, y del estudio de la interacción con los compuestos orgánicos volátiles; a partir de estos modelos, han calculado la energía vinculada a esa interacción. En este estudio, la concordancia entre los resultados experimentales y los cálculos teóricos realizados por el grupo de Química Supramolecular de la UIB dan validez a los modelos de superficie de nanopartícula generados, y la representación gráfica permite demostrar cómo se formalizan estas fuerzas.

INTERÉS BIOMÉDICO

El conocimiento de las fuerzas débiles intermoleculares es fundamental para entender correctamente la gran mayoría de interacciones de los sistemas biológicos, no sólo de forma interna, sino con el entorno. En el caso de las nanopartículas de oro y plata, se utilizan en el ámbito biomédico como portadoras de fármacos en terapias de quimioterapia. Por eso, resulta de gran interés conocer cómo se relacionan estas nanopartículas con el entorno biológico para poder avanzar en el diseño de nuevos fármacos aún más efectivos y seguros.

La profesora titular del Departamento de Química de la UIB y coautora del estudio, la doctora M. Nieves Piña, ha puesto el siguiente ejemplo: "El diseño de un fármaco requiere conocer perfectamente su interacción con la biomolécula objetivo, o el estudio de ciertas enfermedades implica el correcto entendimiento de cómo se pliega una enzima. En estos fenómenos participan la suma de las fuerzas débiles intermoleculares existentes, entre ellas el Regium Bond".

La existencia de modelos teóricos validados con resultados experimentales puede ahorrar mucho tiempo en investigación, así como la disminución de experimentos necesarios, con el consiguiente ahorro de reactivos y energía.

"El trabajo se ha realizado en su totalidad en la Universitat de les Illes Balears, por lo que no hay ninguna aportación de grupos ajenos a la UIB. Todos los experimentos se han realizado de forma íntegra en los Servicios Científico-Técnicos de la Universidad. La inestimable ayuda de los técnicos ha sido clave para elaborar este trabajo. Esto, para nosotros, es un gran motivo de orgullo, y esperamos que sea un reflejo de la buena calidad de la investigación que se realiza en nuestra universidad", ha afirmado la doctora Piña.

La revista Journal of Materials Chemistry A, una de las más prestigiosas de su ámbito, ha dedicado la portada a la investigación de la UIB, lo que reconoce el impacto del estudio.