La química y la física de las colaboraciones

Desde el inicio de la pandemia, las Universidades y Centros de Investigación de todo el mundo han tenido que adaptarse y superar esta novedosa situación para no interrumpir sus actividades. El contacto interpersonal y la presencialidad se han visto reducidos drásticamente y esto ha provocado una apuesta decidida por la conexión en línea para poder seguir desarrollando las actividades. En el aspecto investigador, hemos contado en estos meses con un acceso limitado a nuestros laboratorios, lo que ha reducido nuestra capacidad de trabajo, con lo que eso supone de retraso en los distintos proyectos que teníamos en marcha antes de la expansión del virus. Incluso trabajando en condiciones adversas, el objetivo ha sido concentrar las energías para maximizar la contribución de la y seguir obteniendo resultados relevantes del desarrollo de los diferentes proyectos de I+D+i.

Un ejemplo de lo que se ha conseguido ha sido fruto de una colaboración internacional en la que participa el Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), dirigido por el Prof. Elson Longo, de la Universidad Federal de Sao Carlos (UFSCar) y la Universitat Jaume I (UJI). En particular, cinco investigadores del CDMF, financiados por fondos del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de Sao Paulo (FAPESP), mientras que otros dos son estudiantes de doctorado y dos contratados post-doctorales en la UJI. Todos ellos están trabajando en colaboración con diferentes Profesores de los Departamentos de Química-Física y Analítica, de Química Inorgánica y Orgánica, y de Física de la UJI, y estudiantes de doctorado y post-doctorado de Universidades de México, República Checa, Francia y Bélgica.

Marcelo Assis está finalizando su Tesis Doctoral en el Laboratorio de Química Teórica y Computacional (QTC), dirigido por el Prof. Juan Andrés en cotutela con el CDMF. Gracias a la colaboración entre el CDMF, el Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sao Paulo (USP), y el Laboratorio de QTC se ha desarrollado el primer material que elimina el SARS-COV-2, el virus responsable de la pandemia COVID-19. El objetivo ha sido obtener estos materiales avanzados y funcionalizarlos en dispositivos para luchar contra la pandemia actual. Se han generado nuevas tecnologías que se han transferido al mercado y se están comercializando en forma de máscaras de tejido, de máscaras reutilizables y filmes de PVC.

La Dra. Camila Foggi realizo su Tesis Doctoral en el CDMF. Actualmente está contratada en el Laboratorio de la QTC para aprovechar su conocimientos y experiencia para la obtención de materiales avanzados con actividad biocida y nuevas tecnologías para luchar contra el nuevo virus. Esta línea de trabajo se está llevando a cabo en colaboración con Ivo Pinatti del CDMF, que es actualmente Prof. Visitante en el Laboratorio de QTC, y el Grupo de Biomateriales y Bioingeniería de la Universidad Católica de Valencia, dirigido por el Prof. Ángel Serrano.

Otro campo de investigación innovador es la síntesis, caracterización y aplicación de nuevos catalizadores, basados en semiconductores, de reacciones químicas de interés industrial, a través de un procedimiento respetuoso con el medio ambiente. Estos estudios se están desarrollando en el Grupo de Materiales Moleculares (MM), dirigido por la Prof. Rosa Llusar y están participando con Marcelo Assis, Ivo Pinatti, y Aline Trench, estudiante de Doctorado, y la Dra. Eva Guillamón y María Gutiérrez del Grupo de MM. La utilización de fuentes de irradiación laser para la síntesis de materiales para aplicaciones tecnológicas como fotocatalizadores capaces de eliminar compuestos nocivos, así como de materiales con una elevada actividad antibacteriana y fungicida es el foco de la investigación de Marcelo Assis e Ivo Pinatti del CDMF, Omar Torres-Mendieta, y de la Prof. Gladys Mínguez del Grupo de Investigación de Óptica (GROC).

Eduardo de Oliveira Gomes es becario Santiago Grisolía de la Generalitat Valenciana y está realizando su Tesis Doctoral en el Laboratorio de QTC, trabajando en la caracterización de las estructuras de vidrios, soluciones sólidas, y en particular del material virucida compuesto por nanopartículas de plata y sílica que elimina el nuevo virus por contacto. Esta investigación se está desarrollando en colaboración con el Prof. Frederick Tielens, director del Laboratorio de Modelado de Materiales de la Universidad Libre de Bruselas. Emerson Luiz dos Santos Veiga también es becario Santiago Grisolía de la Generatitat Valenciana y está realizando su Tesis Doctoral en el Grupo de Química del Estado Sólido (GQES), dirigido por la Prof. Eloísa Cordoncillo y el Prof. Héctor Beltrán-Mir. Su campo de investigación se centra en la síntesis, caracterización y estudio de las propiedades eléctricas de materiales inorgánicos con estructuras complejas. Por otra parte, Vinícius Teodoro está finalizando su Tesis Doctoral en el GQES trabajando en materiales piezo-catalíticos que sean capaces de eliminar contaminantes en aguas residuales.

Recientemente se ha desarrollado un sistema de irradiación de electrones para obtener y modificar materiales de forma escalable. Esta nueva tecnología se encuentra disponible en el CDMF y en su desarrolla han participado el Departamento de Ingenieria Electrica de la Universidad de Sao Paulo, y del Laboratorio Nacional de Nanotecnología en Campinas en Brasil, y el Prof. Juan Andrés de la UJI, y también los estudiante de doctorado Vincius Teodoro y Marcelo Assis.

Amanda Gouveia y Samantha Custodio son contratados postdoctorales y están trabajando junto con la Prof. Lourdes Gracia, del Departamento de Química-Física de la Universitat de Valencia y con el Prof. Sixte Safont y la Prof. Mónica Oliva, del Laboratorio de QTC en un proyecto de investigación multidisciplinar que tiene como objetivo la dilucidación del mecanismo molecular mediante el cual los semiconductores son capaces de generar las especies reactivas que son clave no solo para entender las catálisis sino también para destruir la pared celular de hongos, bacterias y virus.

Con el conocimiento adquirido y con los resultados obtenidos de esta colaboración internacional y multidisciplinar se ha alcanzado un “know-how” innovador en el desarrollo de materiales avanzados y nuevas tecnologías con elevado impacto socioeconómico.  Se han publicado más de 30 artículos en revistas científicas de primer nivel durante los años 2020 y 2021, como Applied Surface Science, Catalysis Science & Technology, Journal of Physical Chemistry C, Carbon, Nanomaterials, Materials Science & Engineering C, Materials Today Communications, Inorganic Chemistry, Scientific Reports, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Japan Journal of Medical Science Materials Research Bulletin, Physical Chemistry Chemical Physics, Crystal Growth and Design, Computational Materials Science, Inorganic Chemistry, Scientific Reports, American Mineralogist, Theoretical Chemistry Accounts.

Todo ello ha demostrado que con esfuerzo y dedicación se ha podido seguir realizando I+D+i de calidad y superar una emergencia sanitaria y social como la actual. Además, es un ejemplo importante de la relevancia de las colaboraciones internacionales, de las inversiones y del apoyo permanente a la Ciencia. Estas investigaciones y desarrollos tecnológicos están siendo financiados por Universidades (UJI y UFSCar) y organismos públicos de España (Ministerios de Ciencia y Tecnología de España y Generalitat Valenciana) y Brasil (Cepids, CNPq, FAPESP y INCTMN). Pero debemos terminar resaltando el riesgo que corremos si se siguen manteniendo los sucesivos recortes en la financiación de la I+D+i tanto en España como en Brasil que hemos presenciado en los últimos años.

CDMF

El CDMF es uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (Cepids) apoyados por la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo (Fapesp), y también recibe inversión del Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq), del Instituto Nacional de Materiales. Ciencia y Tecnología en Nanotecnología (INCTMN). Trabaja en colaboración con varios laboratorios del mundo en los que se agrupan la Universidad Jaume I (UJI), de España, y el INTEMA, de Argentina.