Nuevos materiales inorgánicos mediante estrategias de síntesis biomiméticas

Hace cincuenta años que un físico llamado Robert Feynman divisó el principio de la era nanotecnológica, en la que actualmente nos estamos adentrando. Lo que no llegó a imaginar, es hasta que punto se multiplicarían las aplicaciones en el mundo de lo extremadamente pequeño. Microrrobots que navegan por nuestras arterias, ordenadores del tamaño de una mota de polvo, materiales con propiedades extraordinarias e incluso algunos sistemas para eliminar residuos, son algunos de los prodigios que anuncia esta disciplina. Algunos ejemplos de los nuevos materiales que se podrían obtener gracias a la nanotecnología podrían ser: nanotubos de carbono para el desarrollo de células o pilas de combustible capaces de acumular hidrógeno, materiales nanomagnéticos para purificar o incluso desalinizar el agua , encapsulación de alimentos para enmascarar el sabor de alimentos amargos o añadir características deseables en los alimentos tradicionales…aunque quizás las aplicaciones más impactantes e inminentes sean las biomédicas como por ejemplo nanopartículas transportadoras de fármacos capaces de liberar el fármaco poco a poco solamente en las zonas dañadas y moléculas fluorescentes para diagnóstico celular, son algunas de las aplicaciones más inminentes en esta área. Una de las claves para el desarrollo de la Nanotecnología, según Mark Hildreband, es la capacidad de hacer estructuras tridimensionales complejas y a escala nanométrica, que además sean de bajo coste y se puedan sintetizar a gran escala. Un fenómeno extendido en la naturaleza es la formación de minerales bajo el control de un organismo (BIOMINERALIZACIÓN). La Biomineralización estudia la extracción selectiva y la captura de los elementos del medio local y su incorporación a estructuras funcionales bajo un control biológico estricto. En la presente tesis nos centraremos en el estudio del proceso de biomineralización de la sílice y más en concreto en el proceso de silicificación que ocurre en las diatomeas ya que a partir del estudio del caparazón de las mismas se han podido realizar diversas estrategias bioinspiradas empleando agentes directores de estructura que sean capaces de dirigir la organización de la materia, ya sea a nivel bidimensional o tridimensional.Dada la necesidad existente de obtener nuevos materiales multifuncionales para emplearlos en aplicaciones tan diversas como biomédicas, medioambientales y para almacenamiento de datos o de energía, la temática del presente proyecto consistirá principalmente en la obtención de materiales nanoparticulados multifuncionales empleando estrategias de Química dulce o Química suave (“chemie douce” o “soft-chemistry”) como pueden ser reacciones de autoensamblaje empleando surfactantes u otro tipo de sustancias anfifilicas, nuevas rutas de síntesis biomiméticas y bioinspiradas, es decir, a presión y temperatura ambiente, en condiciones diluidas y a pH neutro y por otro lado en la nanofabricación de nuevos materiales mesoporosos ordenados basados en el uso de templates biológicos. Los materiales obtenidos se aplicaran posteriormente para eliminación selectiva de metales de las aguas residuales industriales, en plantas depuradoras para tratamientos iniciales del agua residual de uso doméstico, para mejorar las propiedades de polímeros que puros tienen el inconveniente que arden con facilidad y formando composites con óxidos inorgánicos actuarían como retardantes del fuego y como nanocomposites, ya que por ejemplo la resistencia y dureza de los metales y de las aleaciones metálicas se pueden aumentar mediante la dispersión uniforme de finas partículas de material duro e inerte