Polimorfismo cristalino en nanomateriales y sistemas blandos: Aspectos básicos y relevancia tecnológica

MARÍA BELÉN ARCENTALES VERA; ESTEBAN ASTO RAMOS,; VANESA CONTINI; ALEXIS ERAS CLAVIJO; MARÍA MAGDALENA GONZÁLEZ; STEFANIA OROZCO GIL; GUSTAVO QUINTERO MARQUINA; CINIRA FANDARUFF; CRISTIÁN HUCK IRIART; ANA LARRALDE; PATRICIA RIVAS; ANALÍA SOLDATI; LUCÍA TOSCANI; DIEGO GERMÁN LAMAS

San Martín

Jornada; JORNADAS CIENTÍFICAS Y TECNOLÓGICAS UNSAM 2023; 2023

Universidad Nacional de San Martín

Muchos compuestos tienen la capacidad de formar sólidos con distinto ordenamiento atómico en el espacio, es decir que presentan distintas “formas cristalinas” o “polimorfos”. Los diferentes ordenamientos tienen consecuencias muy importantes en las propiedades fisicoquímicas del material, que pueden verse modificadas drásticamente. Es sorprendente que muchas industrias apenas conocen este fenómeno, denominado “polimorfismo cristalino”, cuando hoy en día se sabe que la proporción de compuestos que lo presentan es muy alta. Por ejemplo, en la industria farmacéutica, que es la está haciendo importantes inversiones para su estudio, se ha encontrado que más del 50% de los compuestos con actividad farmacológica presentan dicho fenómeno. En este contexto, el Laboratorio de Cristalografía Aplicada del ITECA, ECyT_UNSAM-CONICET, ha iniciado el estudio de polimorfismo en sustancias de interés para industrias muy diversas: odontológica, de la energía, farmacológica, de alimentos, etc.Si el fenómeno de polimorfismo cristalino es relativamente poco conocido en la industria (salvo excepciones, como la farmacéutica), aún mayor es el desconocimiento de su importancia en sistemas nanoestructurados. Sólo en algunos pocos casos se ha estudiado y aprovechado para aplicaciones tecnológicas el efecto de la energía libre de superficie que aparece en estos materiales al reducir el tamaño de los cristales. Los nanomateriales pueden presentar numerosos cambios en sus diagramas de fase, en comparación con lo observado en materiales formados por cristales micrométricos o aún mayores, ya sea en las temperaturas de transiciones de fases, los límites de solubilidad, la retención a temperatura ambiente de fases de alta temperatura o de transición, etc. Estos cambios podrían tener importantes consecuencias tecnológicas, pero esto aún ha sido escasamente estudiado. Por ello, varias de nuestras líneas de investigación se focalizan en el estudio de polimorfismo en nanoestructuras, evaluando la importancia tecnológica de la “nanotermodinámica” (termodinámica de sistemas nanoestructurados). En particular, una propuesta original de este proyecto es la exploración de este efecto en compuestos de interés farmacéutico.Las líneas de investigación más importantes que desarrollamos actualmente son las siguientes:1) Polimorfismo en cerámicos basados en ZrO 2 (dióxido de circonio): aplicaciones electroquímicas y mecánicas.2) Polimorfismo en óxidos mixtos de estructura perovskita para electrodos de celdas de combustible de óxido sólido: generación limpia de energía.3) Polimorfismo en sistemas blandos para aplicaciones en la industria alimenticia.4) Polimorfismo en compuestos de interés farmacológico: influencia del tamaño de cristalita.5) Polimorfismo en CaCO 3 nanoestructurado: aplicación en transporte y liberación controlada de radiofármacos para tratamientos de cáncer.