Las Voces de Ingenierías: Nanomateriales sustentables

Nos encontramos en un momento donde la realidad ha alcanzado a lo leído en libros de ciencia ficción. Por ejemplo, tenemos instrumentos de comunicación y trabajo que pueden monitorear a un paciente a distancia; personas sin entrenamiento especializado pueden viajar al espacio mientras que hay medicamentos para enfermedades que hace 20 años eran sentencia de muerte, además de que muchos aparatos electrónicos caben en la palma de la mano. Todos estos grandes avances han sido gracias a los materiales que podemos fabricar en la actualidad.

La ciencia de los materiales los clasifica de acuerdo con su estructura y composición como metales, cerámicos, polímeros, compuestos y semiconductores. Sin embargo, los avances en fabricación y medición han creado dos clasificaciones más: materiales inteligentes y nanomateriales. Estos últimos son de interés para nuestros trabajos de investigación en el Cuerpo Académico de Ciencia Básica. 

Los nanomateriales son sustancias cuyas partículas miden menos de 100 nanómetros. Su tamaño les otorga propiedades físicas, químicas y biológicas únicas, diferentes a las de los materiales a mayor escala. Ello les permite tener aplicaciones en la salud, la electrónica, los cosméticos, los textiles y la informática (Infinita, 2021). Entre las diferentes técnicas para fabricarlos, nosotros usamos la síntesis verde, el cual es un método biológico y ecológico para crear nanopartículas utilizando materiales de origen natural como plantas, algas y microorganismos. En lugar de productos químicos nocivos, se usan compuestos naturales como extractos para realizar un proceso de oxidación para obtener iones metálicos y formar nanopartículas con propiedades únicas. Este proceso es más seguro, barato y sostenible, lo que lo hace ideal para aplicaciones en medicina, agricultura y remoción ambiental (Nallasamy et al., 2023).

Hemos logrado obtener nanopartículas de hierro cero valente a partir de extractos de hojas de diferentes plantas. Estas nanopartículas son hierro metálico en su estado no iónico, con alta pureza y capacidad de reacción para degradar o transformar una gran variedad de contaminantes en suelos y aguas subterráneas, como metales pesados, disolventes clorados y pesticidas. Se utiliza en remediación ambiental a través de barreras reactivas o la producción de biogás, aprovechando su gran área superficial y fuerte capacidad de reducción (Galdames et al., 2020).

Para conocer la calidad y las propiedades de cada una de estas nanopartículas se realizan diferentes mediciones. Por ejemplo, la espectroscopia Raman permite conocer la composición química y estructura molecular (Bruker, 2025); por su parte, la espectroscopia de reflectancia difusa analiza la absorción óptica de las muestras (Colthup, 2003) y la termogravimetría estudia la composición, estabilidad térmica y reactividad de los materiales (Linseis, 2024). Sin embargo, existen muchas otras que son importantes para diseñar materiales más eficientes y sustentables durante y después de su ciclo de vida.