Estudio demuestra interacción entre elementos sólidos y sustancias gaseosas

Palma (España).– Un estudio del grupo de investigación en Química Supramolecular de la Universidad española de las Islas Baleares (UIB) demuestra la existencia de la interacción supramolecular conocida como ‘Regium Bond’, que actúan en las relaciones de los elementos sólidos y las sustancias gaseosas.

El estudio ‘Capturing volatile organic compounds using Ag and Au nanoparticles: regium–π and C–H⋯Ag/Au interactions at work’ abre la puerta al uso de nanopartículas de plata y oro como captadoras de contaminantes orgánicos volátiles, informa la UIB en un comunicado.

En el informe recientemente publicado en la revista científica ‘Journal of Materials Chemistry A’, que le dedica la portada, los investigadores de la UIB demuestran por primera vez con resultados experimentales la existencia de la interacción supramolecular conocida como ‘Regium Bond’. Esta interacción se basa en la atracción entre átomos pertenecientes a los metales nobles, como el cobre, la plata y el oro, y sustancias gaseosas.

Esta interacción ya había sido propuesta de forma teórica en estudios previos por los propios investigadores que ahora han demostrado su existencia de forma experimental.

El equipo de la UIB diseñó específicamente un experimento basado en la desorción térmica que permite estudiar la capacidad de adsorción de un gas sobre un sólido.

A través de este experimento consiguieron poner de manifiesto la existencia de estas fuerzas intermoleculares entre nanopartículas de oro o plata y diversas sustancias orgánicas contaminantes, específicamente, los compuestos orgánicos volátiles (VOC), que están presentes en multitud de productos y materiales; se evaporan a temperatura ambiental y, en algunos casos, pueden ser nocivos para la salud humana.

Estos resultados experimentales han ido acompañados del desarrollo de un modelo teórico de la superficie de las nanopartículas de oro o plata y del estudio de la interacción con los compuestos orgánicos volátiles; a partir de estos modelos, han calculado la energía vinculada a esa interacción.

En este estudio, la concordancia entre los resultados experimentales y los cálculos teóricos realizados por el grupo de Química Supramolecular de la UIB dan validez a los modelos de superficie de nanopartícula generados, y la representación gráfica permite demostrar cómo se formalizan estas fuerzas.

El conocimiento de las fuerzas débiles intermoleculares es fundamental para entender correctamente la gran mayoría de interacciones de los sistemas biológicos, no solo de forma interna, sino con el entorno, destaca la UIB.

En el caso de las nanopartículas de oro y plata, se utilizan en el ámbito biomédico como portadoras de fármacos en terapias de quimioterapia. Por eso, resulta de gran interés conocer cómo se relacionan estas nanopartículas con el entorno biológico para poder avanzar en el diseño de nuevos fármacos aún más efectivos y seguros.

La profesora de Química de la UIB y coautora del estudio, Nieves Piña, pone un ejemplo: «El diseño de un fármaco requiere conocer perfectamente su interacción con la biomolécula objetivo, o el estudio de ciertas enfermedades implica el correcto entendimiento de cómo se pliega una enzima. En estos fenómenos participan la suma de las fuerzas débiles intermoleculares existentes, entre ellas el Regium Bond».

La existencia de modelos teóricos validados con resultados experimentales puede ahorrar mucho tiempo en investigación.

El trabajo se ha realizado en su totalidad en la UIB. «Esto, para nosotros, es un gran motivo de orgullo, y esperamos que sea un reflejo de la buena calidad de la investigación que se realiza en nuestra universidad», ha afirmado la doctora Piña.