El Laboratori de Química Teòrica i Computacional (QTC) de la Universitat Jaume I de Castelló (UJI) en col·laboració amb el Centre de Desenvolupament de Materials Funcionals (CDMF) de la Universitat Federal de São Carlos (UFSCar) ha publicat un article titulat «Selective Synthesis of α-, β-, and γ-Ag2WO4 Polymorphs: Promising Platforms for Photocatalytic and Antibacterial Materials» en la revista científica Inorganic Chemistry, que presenta nous materials fotocalítics i biocides per a l'eliminació de fàrmacs en aigües residuals.
L'estudi presenta un procediment, per un mètode simple a temperatura ambient sense utilitzar surfactants, que permet la síntesi selectiva de polimorfs del wolframat de plata (Ag2WO4), coneguts com α-, β-, i γ; aquests dos avantatges faciliten la producció d'aquests materials a escala industrial. A més, la investigació discuteix els possibles mecanismes d'activitat fotocatalítica i antibacteriana dels polimorfs, així com els processos de formació i creixement.
Inicialment, els polimorfs del wolframat de plata (fases α, β, i γ) es van sintetitzar de manera selectiva per precipitació controlant les relacions volumètriques dels dos precursors en dissolució: nitrat de plata i wolframat de sodi. Una vegada superades aquestes fases, es van investigar les propietats estructurals, microestructurals i electròniques del material usant una combinació de diverses tècniques experimentals.
A continuació, sobre radiació de llum ultraviolada, es van analitzar les relacions estructura-activitat entre la morfologia i les activitats fotocatalítiques, amb especial èmfasi en la degradació del fàrmac amilorida, un diürètic que impedeix que el cos absorbisca massa sal i ajuda a mantenir els nivells de potassi, i propietats antibacterianes per a l'eliminació del Staphylococcus aureus (resistent a la penicil·lina).
En la investigació es van utilitzar diversos mètodes d'anàlisi i caracterització, com ara difracció de raigs X i refinaments de Rietveld, espectroscòpia d'absorció de raigs X, microscòpia electrònica de rastreig per emissió de camp i imatges de fotoluminescència, entre altres. També es van realitzar càlculs de primers principis a nivell de la teoria del funcional de la densitat.
L'equip investigador durà a terme estudis teòrics i computacionals per a complementar i racionalitzar els resultats experimentals, que han permès comprendre d'una forma detallada, en el nivell atòmic, la morfologia i les superfícies externes dels polimorfs de wolframat de plata, que són els responsables de les activitats fotocatalítiques i antibacterianes.
Els resultats indiquen que fins i tot el α-Ag2WO4, sent la fase més estable i la que més s'ha explorat en diverses aplicacions, va ser la fase β-Ag2WO4 la que va presentar els millors resultats per a les aplicacions explorades. «A partir d'ara volem investigar altres comportaments i aplicacions de les fases β- i γ-Ag2WO4, les menys estables i, per tant, les que menys s'han estudiat fins ara», assenyala el professor Juan Andrés, director del Laboratori de QTC de l'UJI i investigador principal d'aquest treball.
Des de fa més de trenta anys, la col·laboració entre el Laboratori de QTC de l'UJI i el CDMF ha permès obtenir nous materials i tecnologies, i s'han publicat més de 80 articles sobre semiconductors en les revistes més prestigioses de química, física, ciència de materials i nanotecnologia.
Article: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.0c03186