{"id":134335,"date":"2020-04-17T12:57:38","date_gmt":"2020-04-17T11:57:38","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134335"},"modified":"2020-04-17T12:57:38","modified_gmt":"2020-04-17T11:57:38","slug":"superficies-antimicrobianas-basadas-en-recubrimientos-fotocataliticos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2020\/04\/17\/134335","title":{"rendered":"Superficies antimicrobianas basadas en recubrimientos fotocatal\u00edticos"},"content":{"rendered":"

Autor: Ana Iglesias Juez. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC<\/strong><\/p>\n

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En las \u00faltimas d\u00e9cadas, el aumento de la resistencia a los antibi\u00f3ticos convencionales ha derivado en un desarrollo importante de la investigaci\u00f3n de estrategias alternativas para prevenir la diseminaci\u00f3n de pat\u00f3genos (destruir o suprimir la propagaci\u00f3n de bacterias, virus y hongos).<\/span><\/p>\n

Las superficies antimicrobianas, que contienen agentes biocidas, inhiben o reducen la capacidad de crecimiento de microorganismos en la superficie de los materiales. Son aplicables en el \u00e1mbito hospitalario y en la industria alimentaria para evitar infecciones pero tambi\u00e9n se pueden extender a todos aquellos entornos con gran tr\u00e1nsito de personas como guarder\u00edas y colegios, aeropuertos, instalaciones deportivas, restaurantes, hoteles, oficinas, estaciones de transporte masivo, a\u00e9reas residenciales\u2026 cuyas superficies de contacto se convierten en focos de propagaci\u00f3n de infecciones y enfermedades, por las condiciones de aglomeraci\u00f3n, calor y humedad.<\/span><\/p>\n

Los recubrimientos basados en \u00f3xidos semiconductores fotoactivos tales como TiO2<\/sub> y ZnO han recabado gran inter\u00e9s por su capacidad de desactivar una amplia variedad de microorganismos, previniendo problemas de infecci\u00f3n y trasmisi\u00f3n. Adem\u00e1s, confieren otras caracter\u00edsticas adicionales a los materiales como pueden ser propiedades autolimpiantes o aumento de durabilidad y de resistencia. Los materiales fotocatal\u00edticos promueven procesos qu\u00edmicos en la superficie del catalizador cuando \u00e9ste es iluminado mediante una fuente de energ\u00eda externa de luz UV o visible. Al iluminar el \u00f3xido semiconductor con luz de energ\u00eda adecuada es posible excitar un electr\u00f3n de la banda de valencia a la banda de conducci\u00f3n generando pares electr\u00f3n-hueco que pueden dar lugar a reacciones qu\u00edmicas en la superficie generando radicales altamente oxidantes. Esto les confiere una gran actividad bactericida. Pero los pares electr\u00f3n-hueco tambi\u00e9n pueden recombinarse liberando calor y, por tanto, sin producir ning\u00fan efecto desinfectante. Es crucial evitar los procesos de recombinaci\u00f3n ya que compiten con los procesos qu\u00edmicos.<\/span><\/p>\n

Entre los sistemas m\u00e1s prometedores se encuentran los basados en ZnO (bajo coste, alta actividad y estabilidad\u2026), que presenta mejores actividades que el TiO2<\/sub>. Adem\u00e1s es m\u00e1s seguro y su compatibilidad con la piel humana hacen que sea un aditivo adecuado para los materiales textiles y las superficies que entran en contacto con el cuerpo. Sin embargo, la mejora de la eficiencia fotocatal\u00edtica de ZnO para cumplir los requisitos de aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica sigue suponiendo un desaf\u00edo, debido a la necesidad de reducir la recombinaci\u00f3n de los pares electr\u00f3n-hueco fotogenerados, que conduce a rendimientos pobres.<\/span><\/p>\n

Recientemente, en el Instituto de Cat\u00e1lisis del CSIC en colaboraci\u00f3n con la Universidad de Alcal\u00e1 hemos desarrollado recubrimientos mejorados altamente eficientes combinando el ZnO con \u00f3xido de grafeno reducido (OGr). El grafeno (u OGr), posee una estructura de capa bidimensional de \u00e1tomos de carbono que le confiere gran \u00e1rea superficial, alta conductividad el\u00e9ctrica, propiedades mec\u00e1nicas superiores. Adem\u00e1s es biocompatible. Estas propiedades \u00fanicas hacen del grafeno un excelente material de transporte de electrones, que reduce la recombinaci\u00f3n de cargas. El objetivo de este trabajo fue combinar las notables propiedades el\u00e9ctricas y mec\u00e1nicas que ofrece el OGr con el alto rendimiento antibacteriano de las nanopart\u00edculas de ZnO para preparar superficies fotoactivas bactericidas mejoradas.<\/span><\/p>\n

Los materiales preparados mostraron excelentes propiedades de fotodesinfecci\u00f3n debido a las especies oxidantes fotogeneradas que da\u00f1an la membrana celular de las bacterias y aumentan el nivel de estr\u00e9s oxidativo intracelular. Las superficies recubiertas con ZnO-OGr permanecen esencialmente libres de colonizaci\u00f3n bacteriana y de formaci\u00f3n de biopel\u00edculas.<\/span><\/p>\n

La mejora del rendimiento fotocatal\u00edtico del ZnO tras la incorporaci\u00f3n de OGr se debe a una mayor generaci\u00f3n de los radicales oxidantes, atribuidos a la reducci\u00f3n de la recombinaci\u00f3n de las cargas por interacci\u00f3n con el OGr. Paralelamente, el contacto \u00edntimo entre ambos componentes confiere mayor estabilidad al recubrimiento al evitar la p\u00e9rdida de zinc por lixiviaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

La alta actividad antibacteriana y la estabilidad de las superficies funcionalizadas con ZnO-OGr muestran un gran potencial para su uso como recubrimientos antimicrobianos eficientes.<\/span><\/p>\n

Art\u00edculo de referencia<\/strong><\/p>\n

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  1. L. Valenzuela, A. Iglesias-Juez, B. Bachiller-Baeza, M. Faraldos, A. Bahamonde, R. Rosal. Enhanced antimicrobial surfaces based on zinc oxide-reduced graphene oxide photocatalytic coatings. Applied Catalysis B. (2020) enviado, Ref. No.:\u00a0 APCATB-D-20-01473.<\/li>\n<\/ol>\n

    Contacto<\/strong><\/p>\n

    Ana Iglesias Juez, Investigadora del Grupo FCF del Programa FotoArt-CM,\u00a0ana.iglesias@icp.csic.es<\/a><\/p>\n

    Coordina FotoArt-CM: V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u00b4Shea, Instituto IMDEA Energ\u00eda.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Autor: Ana Iglesias Juez. Instituto de Cat\u00e1lisis y Petroleoqu\u00edmica. CSIC En las \u00faltimas d\u00e9cadas, el aumento de la resistencia a los antibi\u00f3ticos convencionales ha derivado en un desarrollo importante de la investigaci\u00f3n de estrategias alternativas para prevenir la diseminaci\u00f3n de pat\u00f3genos (destruir o suprimir la propagaci\u00f3n de bacterias, virus y hongos). Las superficies antimicrobianas, que contienen agentes biocidas, inhiben o reducen la capacidad de crecimiento de microorganismos en la superficie de los materiales. Son aplicables en el \u00e1mbito hospitalario y en la industria alimentaria para evitar infecciones pero tambi\u00e9n se pueden extender a todos aquellos entornos con gran tr\u00e1nsito de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134335"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=134335"}],"version-history":[{"count":11,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134335\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":134349,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/134335\/revisions\/134349"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=134335"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=134335"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=134335"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}