REVISTA DYNA NEW TECHNOLOGIES

La investigación del grupo se sitúa en la intersección de la química física, la biología y la ciencia de los materiales, y se centra en aprender de la naturaleza al diseñar materiales complejos adaptados a aplicaciones tecnológicas específicas.
Las estructuras complejas pueden formarse mediante la deposición controlada de minerales. Mediante la combinación de varios métodos de imagen y dispersión, el grupo realiza análisis estructurales multiescala de materiales biogénicos y bioinspirados, centrándose en la naturaleza de las interfaces internas a nanoescala.

Caracterización estructural de materiales híbridos biogénicos y bioinspirados
Muchos biominerales, como los huesos, las conchas marinas o las esponjas de vidrio, son compuestos orgánicos e inorgánicos que presentan una organización jerárquica, lo que significa que están optimizados estructuralmente en varias escalas de longitud, desde la macroscópica hasta la molecular. La naturaleza ha desarrollado complejos mecanismos para construir minerales nanoestructurados en condiciones ambientales.

El estudio de los biominerales ha inspirado una gran cantidad de investigaciones biomiméticas destinadas a trasladar sus intrigantes propiedades estructurales y funcionales (por ejemplo, mecánicas y ópticas) a sistemas artificiales.

El grupo utiliza una mezcla de métodos analíticos complementarios que incluyen la dispersión de rayos X de ángulo pequeño y amplio en instrumentos de laboratorio e instalaciones de sincrotrón. Además, utilizan la microscopía electrónica y la espectroscopia vibracional.

Estrategias sintéticas bioinspiradas para conseguir materiales funcionales mesoestructurados
Los organismos vivos son capaces de ejercer un asombroso nivel de control sobre el tamaño, la forma, la textura e incluso el polimorfismo de los cristales minerales con interfaces internas a nivel nanométrico sigue sin tener parangón en los sistemas sintéticos.

Las rutas de mineralización bioinspiradas son especialmente conocidas para la precipitación controlada de carbonatos de calcio, fosfatos de calcio y silicatos, que representan sistemas minerales abundantes en los materiales biológicos.
En este ámbito, el grupo ha estado explorando un enfoque bioinspirado, en el que un precursor de carbonato de hidróxido de cobalto térmicamente inestable se precipita a partir de una solución acuosa en presencia de bioplacas o de aditivos poliméricos sintéticos solubles en agua. La calcinación convierte el precursor en Co3O4, al tiempo que mantiene la morfología.

Se ha demostrado que pueden producirse estructuras de Co3O4 muy inusuales, como películas finas, espirales, varillas o microesferas o superestructuras tubulares de tamaño micrométrico compuestas por nanopartículas.

Relaciones estructura-propiedad en óxidos de metales de transición mesoestructurados
El Co3O4 de tipo espinela tiene aplicaciones en diversos campos tecnológicos, como la detección de gases y la conversión de energía limpia, por lo que el Co3O4 nanoestructurado puede constituir una alternativa rentable a los catalizadores basados en Pt e Ir para la separación electrocatalítica del agua. En el futuro, la investigación del grupo desarrollará la preparación de nanopartículas de óxidos de metales de transición primarios.