Las nanopartículas en la fotocatálisis

La fotocatálisis se ha convertido en un método muy interesante que favorece transformaciones químicas que habitualmente requieren tratamientos químicos costosos. Puede contribuir a la recuperación y degradación de los contaminantes. Además, se han encontrado aplicaciones interesantes en la síntesis de compuestos, más que en la degradación y destrucción de los mismos.

Los fotocatalizadores son las sustancias que modifican la velocidad de las reacciones químicas. La clorofila es un fotocatalizador natural. Este pigmento verde permite a las plantas captar la luz del sol para convertir el agua y el dióxido de carbono en oxígeno y glucosa. Los fotocatalizadores sintéticos como las nanopartículas excitan a los electrones de conducción con luz. Los campos eléctricos activados próximos a las nanopartículas permiten convertir la energía solar en energía química.

Los científicos participantes en el proyecto financiado con fondos europeos NANOPHOCAT (Nanoparticles as photocatalysts: Understanding their interaction with light) centraron su atención en las nanopartículas de oro y en las denominadas nanopartículas de conversión ascendente. Se trata de nanomateriales con un área de superficie por peso mayor que el de las partículas más grandes y es por ello que pueden ser particularmente reactivas con otras moléculas.

El primer paso consistió en determinar la mejor estrategia posible para formar nanopartículas de conversión ascendente estables dispersables en agua. Las nanopartículas preparadas con propiedades de emisión mejoradas se tiñeron con diferentes colorantes, obteniéndose así nanohíbridos capaces de producir oxígeno con luz en el infrarrojo cercano. Los nanohíbridos resultantes demostraron ser especialmente eficaces para la inducción de la apoptosis de células neoplásicas.

Por otro lado, para la síntesis de nanopartículas de oro dispersables en agua, los científicos utilizaron un nuevo protocolo basado en la ablación láser. Estas nanopartículas se cubrieron con cucurbituril sin cationes metálicos y ligandos orgánicos aglutinantes de metales. Las nanopartículas de oro de altísima pureza sirven como estudio de elevada sensibilidad para la detección de biomarcadores de tumores cancerosos.

Se espera que surjan más aplicaciones en sensores y biosensores. No obstante, al finalizar el proyecto NANOPHOCAT aún no se había completado la investigación de las aplicaciones catalíticas. Los trabajos de investigación aún no han finalizado, pues, por su propiedad de absorber mucha luz, los fotocatalizadores de nanopartículas prometen ser de utilidad en muchas aplicaciones de control ambiental y procesamiento de compuestos químicos refinados.