Nanopartículas producidas masivamente para sensores

Un equipo de la Universidad Politécnica de Valencia participa en el proyecto europeo 'Buonapart-e', que busca optimizar el uso de las nanoestructuras.

Enrique Mezquita. Valencia | dmredaccion@diariomedico.com | 30/06/2014 00:00

Javier Martí, director del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV. (Enrique Mezquita)

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Muchos y diversos sectores productivos se benefician del desarrollo de nanopartículas, entre ellos el de la fabricación de sensores biomédicos. Y uno de los grandes objetivos en este escenario es conseguir fabricarlas de forma masiva, reduciendo así de forma notable el coste, el consumo de energía y el impacto medioambiental de todo el proceso. Éste es el principal objetivo del ambicioso proyecto integral europeo Buonapart-e -Better Upscaling and Optimization of Nanoparticle and Nanostructure Production by Means of Electrical Discharges-, que cuenta en España con la participación del Centro de Tecnología Nanofotónica de la Universidad Politécnica de Valencia (NTC-UPV), su spin-off DAS Photonics y la Fundación para el Fomento del Sector Textil de la Comunidad Valenciana, entre otros socios. En total, participan en el proyecto 21 organizaciones de nueve países (España, Noruega, Reino Unido, Francia, Países Bajos, Hungría, Finlandia, Suecia y Alemania).

La principal novedad reside en la técnica utilizada: descargas eléctricas que producen partículas en estado gaseoso, lo que reduce la energía necesaria

Según ha explicado a Diario Médico Javier Martí, director del NTC-UPV, "el número de nanopartículas que requieren estos productos es muy alto, por lo que si no se fabrican de forma masiva su producción resulta muy cara y poco competitiva. De ahí la importancia de este proyecto, ya que el mayo número de escalado en la producción hace que el coste sea menor".

La principal novedad del proceso reside en la técnica que se utiliza: descargas eléctricas que producen las nanopartículas en estado gaseoso. "Este manejo, nunca empleado hasta la fecha en este contexto, consiste en un proceso sencillo, versátil y fiable que evita los precursores químicos y disolventes. Además, permite reducir hasta 40 veces el consumo actual de energía en la fabricación de nanopartículas".

Martí señala que ,"en definitiva, se trata un proceso de fabricación mucho más eficiente, barato y respetuoso con el medio ambiente para la producción masiva". El objetivo final del proyecto es poder llegar a fabricar 100 kilos de nanopartículas al día ahorrando hasta un 80 por ciento de la energía necesaria.

Los sensores nanofotónicos explotan el concepto de detección rápida y altamente sensible de distintos tipos de moléculas, como virus o bacterias

Implicación biomédica
El experto apunta que este avance tendrá importantes implicaciones en el ámbito biomédico. "Las nanopartículas metálicas tienen diversas aplicaciones en este ámbito, siendo una de ellas la de sensores nanofotónicos para diagnósticos rápido, selectivo y eficiente de enfermedades en su etapa temprana".
En concreto, estos sensores nanofotónicos explotan el concepto de detección rápida y altamente sensible de distintos tipos de moléculas, pudiendo ser éstas virus o bacterias, así como diversos tipos de inmunocomplejos.

A modo de ejemplo, "enfermedades como la septicemia, que produce un número de fallecimientos al año en Europa del orden de 17.000 anuales, podrían ser detectadas en tiempos no superiores a los treinta minutos, evitando el uso de cultivos y, además, permitiendo suministrar antibióticos más eficientes para el tipo de bacteria que en cada caso haya producido la infección".

Gracias a este avance, ha recordado, "podremos disponer de mejores prestaciones en cuanto a sensibilidad, al mismo tiempo que se reducirá el coste de los sensores".

Fases del proyecto
El proyecto tiene cuatro años de duración y, según ha comentado el experto, "nos encontramos prácticamente en la mitad del proceso, con el inicio de la fabricación de las nanopartículas de forma controlada y repetitiva".

Durante los próximos meses se comenzarán a ajustar los procesos de paralelización de los equipos de fabricación para que puedan obtenerse nanoparticulas en volúmenes elevados, "controlando bien las recetas de elaboración para ajustar volúmenes, densidades y tamaños".

Si todo se desarrolla según lo proyectado, la obtención de nanopartículas metálicas en volúmenes (100 kg/día), "se conseguirá al final del proceso, y añade que "el uso de dichas nanopartículas de forma masiva en diversas aplicaciones deberá continuarse durante los últimos meses del proyecto".

El desarrollo de productos de escala nanométrica es aplicable en múltiples ámbitos

Aplicaciones
Las nanopartículas resultan de especial interés para la confección de textiles con nuevas propiedades, desarrollo de sensores biomédicos, de contaminación y de detección de gases peligrosos o la construcción de recubrimientos de fachadas, elaboración de cristales en los que no se deposita el agua, entre otros muchos ámbitos.

Formación
Paralelamente a reunión anual del proyecto, donde los socios se han reunido para abordar los logros alcanzados y los retos próximos, se ha celebrado en Valencia una escuela de verano orientada a la formación en nanomateriales.