Una xarxa europea en què participa l'UJI avança en la investigació de gels intel·ligents amb aplicacions noves i més eficients

L'estudi obri la porta al desenvolupament de materials blans d'última generació
27/06/2016 | SCP

La Universitat Jaume I de Castelló forma part d'una xarxa europea de ciència col·laborativa que avança en la investigació dels anomenats «gels intel·ligents», uns materials que responen a estímuls externs i que són utilitzats en diverses indústries i productes molt variats, com ara pasta de dents, crema de sol, medicaments, mòbils o televisors, entre altres. L'estudi d'aquests gels, a través de la xarxa europea ITN Smartnet, obri la porta al desenvolupament de materials blans d'última generació amb aplicacions noves i més eficients.

La xarxa ITN Smartnet (Soft Materials Advanced Training Network) està formada per investigadors d'universitats de diferents països europeus i funciona a través de l'intercanvi i la col·laboració en l'àmbit dels anomenats «materials blans» (soft materials). A través de la ciència bàsica i experimental i de la nanotecnologia, el projecte avança en l'estudi d'aquests materials en la frontera de la química, la física i la biologia, i representa una investigació pionera perquè que es tracta d'un àmbit inexplorat fins al moment.

Els materials blans, com ara gels, emulsions o membranes, tenen un enorme impacte social i econòmic, ja que s’utilitzen en indústries com la dels aliments, cosmètics o bateries o l'extracció de petroli, i també en camps com la medicina o la nanotecnologia. L'investigador de l'UJI Nishant Singh explica que «els materials blans, com els gels, són una classe de materials a mig camí entre els sòlids i els líquids. Tenen propietats de sòlids, però també estan plens de líquid, i això els confereix unes determinades propietats que són molt particulars i que permeten aplicacions molt interessants en diferents àmbits».

Però tot i que els materials s'han utilitzat àmpliament en aquests camps, les seues possibilitats es veuen limitades perquè no es coneixen en profunditat ni la seua estructura molecular ni molts dels processos químics i físics que donen origen a les diferents reaccions. Avançar en el coneixement d'aquestes estructures és un dels principals objectius de la xarxa Smartnet, que obri la porta al desenvolupament de materials blans d'última generació amb noves i més eficients aplicacions. Com assenyala Singh, «són materials complexos que es formen a partir d'una xarxa tridimensional que sosté el dissolvent, com una mena de bastida interna que formen les molècules a l’unir-se amb una determinada orientació i interaccions. La forma en què les molècules s'associen i interaccionen per a produir aquestes estructures tridimensionals dins del líquid és molt incerta i particular. Estudiar, entendre i descobrir les interaccions que donen lloc a aquesta ordenació és l'objectiu del projecte, ja que aquest coneixement obre el camí cap a la propera generació de matèria blana com a alternativa prometedora als sistemes existents».

I és que els gels estudiats pels investigadors s'ubiquen dins de la categoria denominada smart materials, ja que són gels intel·ligents que responen a estímuls externs. En altres paraules, canvien les seues propietats en funció de les condicions físiques d'una forma molt pronunciada. Com assenyala Jorge Ruiz Ollés, investigador de la Universitat de York i un dels membres de la xarxa Smartnet, «l'estructura d'aquests gels té una gran mobilitat interna a causa del dissolvent, el que permet que hi haja una transferència de tot tipus de substàncies. Així, l'aplicació d'aquests materials en biomedicina, per exemple, podria vincular-se amb l'alliberament de molècules al cos en funció de les condicions del mateix cos, però també de les condicions externes. És a dir, que –si l’estimulem amb calor– aquest gel podria alliberar les molècules atrapades, el que podria aplicar-se en medicaments o cremes per a la pell amb alliberament controlat. El gel pot retenir molt de temps les molècules i alliberar-les quan et prens la pastilla o t’apliques la crema d'una manera controlada, segons l'ambient del mateix cos. Així, es podrien desenvolupar diferents tipus de gels perquè actuen en diferents condicions. Per proporcionar un altre exemple, en el cas del tractament de la diabetis, d'aquestes investigacions podria sorgir un material que allibere contínuament la quantitat d'insulina que el pacient necessita com si fos un pegat de nicotina. Això permetria superar el problema que comporta tenir pics de concentració d'un fàrmac al cos, i no un alliberament progressiu i constant. Aquest tipus de materials pot ajudar a estabilitzar els nivells de fàrmacs o altres substàncies».

Una xarxa europea d'experts

En la xarxa ITN Smartnet, finançada per la Unió Europea, participen uns vint científics que provenen del Regne Unit, els Països Baixos, França i Espanya. Es tracta d'investigadors joves d'àmbits tan diversos com la química, la ciència dels materials, l'enginyeria bioquímica o la química computacional.

La Universitat Jaume I és una de les universitats sòcies d'aquesta xarxa a través del grup Biosupramat, dirigit per la Dra. Beatriu Escuder i integrat pels investigadors Nishant Singh i Marc Araújo, del Departament de Química Inorgànica i Orgànica. En concret, la participació del grup de l'UJI en el projecte se centra en un treball de ciència experimental. Com explica Singh, «una de les comeses que portem a terme des de l'UJI és aprofitar les propietats dels gels per a catàlisi en l'àmbit de la química verda, ja que si els fem servir com a catalitzadors incrementem la velocitat de les reaccions, el que resulta més ecològic perquè s'utilitzen menys dissolvents que poden ser nocius per al medi ambient».

A més de l'UJI, també participen com a socis en el projecte la Universitat de Tecnologia de Delft, la Universitat de Bordeus, la Universitat de York i la Universitat d’Strathclyde.  Així mateix, la xarxa compta amb dos socis industrials: les empreses Nano Fiber Matrix BV i Solvay-Laboratory of the Future.

La investigació duta a terme per la xarxa Smartnet obri el camí al desenvolupament de noves tecnologies en l'àmbit de la ciència de la matèria blana, alhora que permet la formació de joves científics experts en aquest àmbit per a satisfer les necessitats futures de rendiment per a aplicacions d'alta tecnologia.

Els membres del projecte han participat ja en nombroses jornades i han realitzat diverses publicacions dels resultats de la investigació des de les diferents disciplines, que es poden consultar en la web http://www.smartnet4u.org/

 

Altres notícies d'investigació:

El projecte Solar Pigment de l’UJI és un dels finalistes per a optar al finançament del Fons d'Emprenedors de la Fundació Repsol

Una tesi de l’UJI estableix una nova metodologia per a conèixer el comportament energètic dels edificis d'habitatges

La dieta mediterrània rica en greixos saludables no implica augment de pes corporal

Universitat Jaume I CIF: Q-6250003-H Av. de Vicent Sos Baynat, s/n 12071 Castelló de la Plana, Espanya
Tel.: +34 964 72 80 00 Fax: +34 964 72 90 16