Cuatro proyectos de la Universitat Jaume I de Castelló en el ámbito de la química han obtenido más de medio millón de euros en la última convocatoria del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023 para estudiar la preparación de materiales con propiedades programadas con antelación y la modulación de los atributos de los catalizadores para transformaciones específicas; nuevas herramientas en química verde para la captura y valorización del CO₂; el desarrollo de las propiedades catalíticas del MXenes en transformaciones orgánicas; y la mejora del rendimiento y nuevas aplicabilidades de los nanocristales coloidales.
El proyecto «NHC inteligentes para la obtención de ensamblajes supramoleculares y catalizadores conmutables» dirigido por los investigadores Eduardo Peris Fajarnés y Macarena Poyatos de Lorenzo del grupo Química Organometálica y Catálisis Homogénea, dotado con casi doscientos mil euros, desplegará dos líneas de investigación con el objetivo de desarrollar nuevos sistemas organometálicos supramoleculares para su uso en química de tipo host-guest y catálisis supramolecular y diseñará catalizadores conmutables (switchables) reversibles para su aplicación en transformaciones catalíticas específicas.
Actualmente, uno de los desafíos de la química supramolecular es controlar la funcionalización de los ensamblajes supramoleculares a partir del diseño de ligandos sofisticados que puedan actuar como componentes estructurales y funcionales y permitan la preparación de materiales con propiedades programadas con antelación. En la misma línea, los switchables incorporan unidades sensibles a estímulos que pueden conferir un nivel de control programado sobre las transformaciones químicas, lo que favorecería transformaciones químicas que son difíciles de conseguir de otra manera y la modulación de las propiedades de los catalizadores por necesidades específicas.
El estudio «Nuevas herramientas en química verde para el desarrollo de procesos (bio)catalíticos sostenibles de valorización del CO₂ y la obtención de compuestos de alto valor añadido» (Tools4Green) dirigido por los investigadores Eduardo García-Verdugo Cepeda y Belén Altava Benito del grupo Química Sostenible y Supramolecular de la UJI y el profesor Lozano del grupo Química Sostenible-SC de la Universidad de Murcia, se centra en el diseño y aplicación de nuevas herramientas verdes avanzadas, que incluyen el uso de quimio y biocatalizadores activos y estables en sistemas inteligentes, donde la utilización de disolventes orgánicos volátiles será evitada en todo momento, para avanzar hacia procesos químicos más eficientes y sostenibles, compatibles con la conciencia ambiental.
La sostenibilidad de los procesos químicos gira en torno a tres ejes principales: el uso de materiales baratos y renovables para la síntesis de combustibles y productos químicos (economía circular), el desarrollo de transformaciones catalíticas robustas, fiables y selectivas, implementadas en procesos sencillos que permitan una fácil separación de los productos de la reacción, y la recuperación y reutilización de todos los elementos del sistema. El proyecto Tools4Green, dotado con ciento setenta mil euros, abordará uno de los grandes retos de la sociedad, como es la captura y valorización del CO₂.
El proyecto «Aplicaciones catalíticas de MXenes funcionalizados con metales de transición: organometálicos y nanopartículas metálicas» dirigido por el investigador José Antonio Mata Martínez, responsable del grupo HyCaM-Materiales híbridos catalíticos, miembro del Instituto de Materiales Avanzados y director del Servicio Central de Instrumentación Científica ha sido financiado con más de cien mil euros para analizar la funcionalización de MXenes con metales de transición y el desarrollo de sus propiedades catalíticas en transformaciones orgánicas.
Los MXenes, unas láminas ultradelgadas de carburos de titanio con rasgos especiales en su superficie, son unos excelentes candidatos para las aplicaciones catalíticas. Sus propiedades físicas y químicas (área superficial, estructura electrónica y estabilidad térmica) los convierten en candidatos ideales para inmovilizar metales y favorecer las interacciones con el soporte, hecho que mejora las propiedades catalíticas. Los estudios previos del equipo investigador se han centrado, principalmente, en los procesos de deshidrogenación e hidrogenación a través del hidrógeno molecular, donde han desarrollado una tecnología para el almacenamiento de hidrógeno en forma líquida que usa portadores orgánicos basados en estas transformaciones.
El estudio «Nuevas estrategias para manipular la estructura electrónica de nanoláminas coloidales» dirigido por Juan Ignacio Climente Plasencia del grupo Química Cuántica (QQ), dotado con treinta y seis mil euros, investigará las nanoláminas coloidales, una nueva generación de nanocristales cuya respuesta física es significativamente diferente a los nanocristales convencionales, debido a su geometría casi-2D y a las fuertes interacciones culómbicas en su interior. El equipo investigador irá más allá en la investigación y explorará tres estrategias alternativas, inspiradas en recientes avances experimentales, que alcanzarán el cambio de electrones o vacíos confinados, las interacciones entre estos dos elementos y el cambio de fase.
Los nanocristales coloidales son nanoestructuras semiconductoras cuya estructura electrónica, definida por los principios de la mecánica cuántica, da lugar a propiedades optoelectrónicas extraordinarias. Si bien las primeras aplicaciones de los nanocristales ya han entrado en el mercado, la investigación de estos objetos continúa siendo sumamente intensa en todos los aspectos, desde su síntesis a su integración en dispositivos, con el fin de mejorar su rendimiento y extender su aplicabilidad a diferentes funcionalidades.
PLAN ESTATAL DE INVESTIGACIÓN
El personal investigador de la Universitat Jaume I de Castelló ha obtenido 4,17 millones de euros de la Agencia Estatal de Investigación, dos más que en la convocatoria anterior, para el desarrollo de 38 nuevos proyectos de investigación del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2021-2023, que centra sus objetivos en los sectores más estratégicos para la recuperación, como son la salud, la transición ecológica y la digitalización.
La tasa de éxito (número de proyectos aprobados del total presentados) se sitúa en el 70% (la media nacional es de un 50%) y con una financiación media por proyecto de unos 110.000 euros y 14 proyectos más que en la anterior edición. Con la convocatoria de 2021, la Universitat Jaume I alcanza los 23,7 millones de euros de financiación para I+D+i desde la puesta en marcha de la Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación hace una década.
