L’ús cada vegada major de semiconductors en la vida quotidiana ha activat la cerca de nous materials, així com l’obtenció de mètodes de síntesi més eficients amb una àmplia gamma d’aplicacions tecnològiques, i s’ha convertit en un dels camps de recerca que se situa en la frontera del coneixement bàsic i aplicat.

En particular, una de les famílies de semiconductors que més ha captat l’atenció és la família d’òxids mixtos de wolframi, que són una classe de materials multifuncionals amb propietats físiques i químiques innovadores que cobreixen un ampli espectre d’aplicacions. Al mateix temps, en els últims anys, ha augmentat la inversió en recerca per a l’obtenció d’agents bactericides eficients.

Investigadors i investigadores dels departaments de Física, Química Inorgànica i Orgànica i Química Física i Analítica de la Universitat Jaume I, el Centre de Desenvolupament de Materials Funcionals de Brasil i la Universitat Tècnica de Liberec de la República Txeca han desenvolupat una nova tècnica per a obtenir nanocompostos complexos formats per nanopartícules de plata metàl·lica dopades en el cristall del semiconductor de wolframat de plata que milloren 32 vegades el seu rendiment bactericida.

 L’equip investigador ha publicat l’article «Towards the scale-up of the formation of nanoparticles on α-Ag2*WO4 with bactericidal properties by femtosecond laser irradiation» en la revista Scientific Reports (Nature) en el qual expliquen un nou procés de síntesi basat en la irradiació de llum en la superfície del semiconductor en un temps extremadament curt, concretament en femtosegons (10 ^-15 segons).

Aquesta tècnica permet la segregació de plata metàl·lica del semiconductor formant en la superfície nanopartícules de plata. El semiconductor atrau els agents bacterians i les nanopartícules de Ag els neutralitzen. «Aquest wolframat de plata —expliquen els investigadors— és altament bactericida quan s’aplica a una colònia de bacteris, al voltant de 32 vegades més efectiu que els materials emprats fins ara», emfasitzen.

 D’aquesta forma, la interacció entre el semiconductor i la radiació per làser premut en femtosegons obri possibilitats en l’obtenció de compostos bactericides d’alt rendiment i de fàcil fabricació, ja que la irradiació làser ultracurta pot integrar-se de forma senzilla en el procés de producció. La recerca també ha revelat que la síntesi impulsada per làser ofereix una rica varietat d’espècies químiques, com ara la negra o la de núvols rojos.

La troballa amplia els coneixements fonamentals sobre els efectes de la interacció entre làser i matèria, alhora que serveix d’inspiració per a la síntesi eficient de nanocompostos. L’equip investigador treballa en la capacitat d’ajust de l’efecte induït pel làser mitjançant la variació de la seua potència i el temps d’irradiació que podria obrir un nou camp en la síntesi de materials nous amb una àmplia gamma d’aplicacions fotocatalítiques o fotocommutadores en camps com la medicina o la tecnologia.

El treball és el resultat d’un projecte de cooperació internacional en el marc del Centre de Desenvolupament de Materials Funcionals (CDMF) de la Universitat Federal de São Carlos (UFSCar) de Brasil, investigadors i investigadores dels departaments de Física, Química Inorgànica i Orgànica, i Química Física i Analítica de la universitat pública de Castelló i de la universitat txeca de Liberec.

Imatges

Representació esquemàtica del procedimient experimental i dels resultats observats

El grup investigador de l'UJI format per Gladys Mínguez, Juan M. Andrés, Héctor Beltrán i Eloísa Cordondillo

Towards the scale-up of the formation of nanoparticles on α-Ag2WO4 with bactericidal properties by femtosecond laser irradiation. Scientific Reports, volume 8 (2018) http://www.nature.com/articles/s41598-018-19270-9

Autores: Elson Longo, Edson R.Leite, Marcelo Assis y Regiane Oliveira (UFSCar); Carlos E. Vergani y Camila C. Foggi (FOAR-Unesp-Araraquara); Juan Andrés, Eloisa Cordoncillo, Héctor Beltrán y Gladys Mínguez (Universidad Jaume I -UJI); y Rafael Torres-Mendieta (University of Liberec Studentská - Liberec Czech Republic).