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Después de los trabajos independientes de los científcos M. Haruta (Catal. Today 1997) y de D. W. Goodman (Science, 1997), el oro se ha convertido en uno de los metales con mayor interés científico por sus propiedades catalíticas en la nanoescala. Este mes de febrero, la revista ChemPhysChem dedica su portada a un trabajo de investigación que amplía la visión del potencial catalizador de las nanopartículas de oro, firmado por el catedrático Francesc Illas y Sílvia Gonzàlez del Departamento de Química Física (UB), y Josep Manel Ricart y Alberto Roldán del Departamento de Química Física e Inorgánica (URV), y con el apoyo de los recursos de supercomputación del BSC (Barcelona Supercomputing Center). Este trabajo es un nuevo fruto de la colaboración científica, de más de 20 años, entre los grupos de investigación de ambas universidades, que forman parte de la Red de Referencia en Química Teórica y Computacional de Cataluña.
Los catalizadores sólidos, de gran importancia tecnológica y económica, son utilizados en la mayoría de procesos industriales para obtener el producto final de forma eficiente, con menor consumo energético y de forma más respetuosa para el medio ambiente.
Los sistemas nanoestructurados, de dimensiones entre 1 y 100 nanómetros, se benefician de los fenómenos de la nanoescala (elevada relación superficie/volumen, confinamiento electrónico, presencia de un elevado número de lugares de baja coordinación) y muestran unas características especialmente relevantes para la catálisis (que es la aceleración de la velocidad de una reacción química).
Por ello, las nanopartículas de oro, un metal poco reactivo, de fácil funcionalización y muy resistente a la oxidación y a la corrosión, están abriendo vía a múltiples aplicaciones en el entorno tecnológico e industrial (descontaminación atmosférica, química fina, etc.).
El estudio del ChemPhysChem está inspirado en un trabajo experimental del grupo de Richard Lambert (Universidad de Cambridge) publicado en la revista Nature en agosto de 2008. El trabajo de Lambert y colaboradores muestra que las nanopartículas de oro derivadas de Au55 son especialmente reactivas para la epoxidació selectiva del estierno y, por lo tanto, son capaces de disociar la molécula de oxígeno.
El estudio teórico de ChemPhyschem revela ahora cuáles son las dimensiones críticas de estas nanopartículas de oro hacia la disociación del O2. «En nuestro trabajo, hemos estudiado la reactividad de nanopartículas de oro en función de su tamaño y la comparamos con la que exhiben sistemas extendidos con lugares de baja coordinación» explica Francesc Illas, que es director del Instituto de Química Teórica y Computacional de la UB (IQTCUB).
De acuerdo con las conclusiones, si se compara la reactividad de nanopartículas de 25, 38, 55, y 79 átomos de oro, todo indica que el efecto catalítico está ligado a las de dimensiones más pequeñas (por debajo de 55 átomos de oro).
Este nuevo estudio tiene interés tanto a nivel de investigación básica como de aplicaciones industriales y complementa el trabajo del grupo investigador de Richard Lambert en Cambridge, que mantiene una larga colaboración científica con el grupo liderado por el catedrático Francesc Illas.
Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC) y otros centros internacionales han logrado fabricar este silicato cristalino con poros extra grandes mediante la expansión y conexión de cadenas de sílice. Este material tiene aplicaciones en procesos de descontaminación y catalíticos.
A esta química canaria suelen presentarla como "la regeneradora de huesos" porque es una apasionada especialista en materiales cerámicos con aplicaciones potenciales en biomedicina. Estudió en la Universidad Complutense de Madrid y allí sigue desempeñándose como profesora emérita. En esta entrevista explica cómo pasó de los superconductores y de trabajar con físicos a colaborar con médicos.
