El grupo de investigación de Química Teórica y Computacional de la Universitat Jaume I de Castelló, dirigido por el profesor Juan Andrés Bort en colaboración con un equipo investigador del Centro para el Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF) del Brasil, liderado por el profesor Elson Longo, trabaja actualmente en la síntesis, en una única etapa, de nuevos nanomateriales basados en compuestos formados por nanopartículas (NPs) de plata y wolframato de plata, a-Ag2WO4, con una actividad superior anti SARS-CoV-2.
La pandemia causada por este virus se ha convertido en un problema crítico y la obtención de nuevos materiales para eliminar y prevenir el contagio es una prioridad para los centros de I+D+i de todas partes del mundo. Las nanopartículas de metales combinadas con semiconductores ganan cada vez más atención como agentes antivirus de amplio espectro para proteger las superficies y los embalajes, al evitar la propagación del virus y las infecciones en los humanos. Las propiedades de los nanomateriales están ligadas a los métodos de síntesis.
Los laboratorios de la universidad pública de Castelló y el CDMF cuentan con una larga trayectoria investigadora y colaborativa en este campo de más de treinta años y han desarrollado procesos de fabricación que permiten conseguir nanomateriales con una respuesta biológica mejorada.
El objetivo es utilizar rutas de síntesis verdes, respetuosas con el medio ambiente, y en una sola etapa, de nuevos nanomateriales basados en Ag NPs/a-Ag2WO4 con actividad anti SARS-CoV-2. Además, también está prevista la creación de una planta piloto para el desarrollo de estos nuevos nanomateriales funcionales y una empresa spin-off que sería la responsable del diseño de nuevas tecnologías en la minimización del impacto del coronavirus.
El trabajo realizado en este campo por los científicos y científicas de los dos centros de investigación les ha permitido sintetizar y desarrollar nanomateriales más avanzados, formados por NPs de plata y semiconductores que desactivan microorganismos, como los empleados en la fabricación de máscaras que están siendo distribuidas de manera gratuita en diferentes centros hospitalarios del área metropolitana de São Paulo.
La empresa productora de las máscaras, Nanox Tecnología, comercializa desde hace más de una década productos y equipamiento basado en los resultados y desarrollos obtenidos en las investigaciones del personal investigador de la UJI y el CDMF. En el caso de la máscara, las capacidades diferenciales de este producto son la prevención de la infección cruzada provocada por patógenos, como bacterias y hongos oportunistas, responsables del empeoramiento por COVID-19 y otros tipos de virus.
Actualmente se investiga su posible aplicación en las superficies de materiales y esmaltes cerámicos y en los embalajes de frutas y verduras para evitar el contagio, la propagación y las infecciones en los humanos provocadas por las bacterias, hongos y virus. El descubrimiento de estos nuevos materiales ha posibilitado que el Laboratorio QTC-UJI, junto al CDMF, realice proyectos de innovación y transferencia de tecnología con varias empresas de los sectores cerámico, textil y del plástico de la provincia en Castellón y con otras españolas y europeas.
El Laboratorio de Química Teórica y Computacional cuenta con una larga trayectoria investigadora que le ha permitido posicionarse como centro de reconocido prestigio internacional para la generación de nuevas tecnologías. Su director, el catedrático Juan Andrés, ha establecido un novedoso campo multi e interdisciplinar de I+D+i, en un vasto marco de actuación en el que convergen la química, la física, la mecánica cuántica, la ciencia de materiales y superficies, la catálisis y la nanotecnología.
Los proyectos impulsados desde el QTC han generado más de 14 patentes y han conseguido resultados demostrables y situados en la frontera del conocimiento científico y tecnológico, publicándose en revistas científicas de primer nivel como Applied Catalysis B: Environmental, ACS Applied Materials & Interfaces, ACS Applied Bio Materials, y Scientific Reports del grupo Nature. Han obtenido nuevos materiales y modulado sus propiedades para aplicaciones tecnológicas, como sensores de gases, fotocatalizadores, y materiales que contenían nanopartículas de plata, sintetizados por irradiación de electrones y/o láser, con propiedades bactericidas y antifúngicas muy potentes.
El trabajo de investigación y desarrollo científico y tecnológico realizado en los laboratorios de Química Teórica y Computacional de la UJI y en el CDMF de Brasil es un ejemplo claro de cómo desde la investigación básica, fundamental y orientada se puede conseguir un alto impacto científico, tecnológico y socioeconómico que pueda, en este caso, contribuir a la obtención y aplicación de materiales para el diseño y obtención de nuevas tecnologías que minimizan el impacto de la pandemia.
El proyecto se ha presentado a la convocatoria competitiva de Caixa impulse «COVID-19 Express Call: Soluciones innovadoras para la lucha contra la pandemia COVID-19» que está pendiente de resolución y forma parte de la iniciativa de declaraciones de interés para la busca de colaboradores para el desarrollo de proyectos y soluciones innovadoras en torno al SARS-CoV2 y la enfermedad de la COVID-19 de FISABIO, UPV, UJI e Instituto de Investigación Sanitaria La Fe.
Referencias:
Ag Nanoparticles/α-Ag2WO4 Composite Formed by Electron Beam and Femtosecond Irradiation as Potent Antifungal and Antitumor Agents. Scientific Reports. 2019. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-46159-y
Tailoring the Bactericidal Activity of Ag Nanoparticles/α-Ag2WO4 Composite Induced by Electron Beam and Femtosecond Laser Irradiation: Integration of Experiment and Computational Modeling. Applied Bio Materials. 2019. DOI: https://doi.org/10.1021/acsabm.8b00673
