Fotoprotectores sintéticos en armazones metalorgánicos: ¿una alternativa para disminuir su impacto ambiental?

GIGENA CARVALHO PRISCILA; GOIZUETA JUAN IGNACIO; MENDIVE CECILIA BEATRIZ; CHURIO MARÍA SANDRA

Rosario, Provincia de Santa Fe, Argentina

Congreso; V Reunión Grupo Argentino de Fotobiología; 2020

Es sabido que la sobreexposición a la radiación solar puede ocasionar daños a la salud, los ecosistemas y los materiales. Para contrarrestar o evitar las consecuencias nocivas del UV se ha difundido ampliamente el uso de pantallas solares de origen sintético de aplicación tópica o como aditivos en la elaboración de materiales. Entre los agentes fotoprotectores UV más comunes están los derivados de la benzofenona, conocidos como benzofenona-3 (2-hidroxi-4-metoxi-benzofenona) y benzofenona-4 (2-hidroxi-4-metoxi-benzofenona-5-ácido sulfónico). La aplicación de estos compuestos es transversal a muchas áreas de la industria, por lo cual resulta de gran utilidad mejorar la fotoprotección que proporcionan para hacerlos altamente eficientes de manera de utilizar la mínima concentración eficaz. Estudios recientes han advertido que algunos agentes fotoprotectores deben ser considerados como contaminantes orgánicos emergentes cuyos efectos sobre los ecosistemas acuáticos han llevado, en algunos casos, a su prohibición (1). En particular, se ha encontrado que la benzofenona-3 actuaría como disruptor endócrino (2), de manera que se vuelve relevante el diseño de materiales soporte para su inmovilización y para reducir su dispersión en el ambiente. Los armazones metalorgánicos, también llamados MOFs (Metal Organic Frameworks), son compuestos cristalinos formados por cationes metálicos y ligandos orgánicos que presentan una alta porosidad con cavidades de tamaños suficientemente grandes como para albergar a moléculas orgánicas y tener una elevada área específica. Éstas características permiten explorar la posibilidad de utilizarlos como materiales para el encapsulamiento de moléculas de interés (3). La hipótesis planteada es que, por medio del confinamiento e inmovilización de las benzofenonas en los MOFs, se logre un mayor aprovechamiento de las capacidades fotoprotectoras, mejorando el desempeño en aplicaciones tecnológicas e industriales y logrando así minimizar su impacto ambiental. En esta primera etapa del trabajo se sintetizaron MOFs del tipo ZIF-8 (a partir de Zn(II) y 2-metil-imidazol) en ausencia y presencia de diferentes benzofenonas y se caracterizaron los sólidos obtenidos. También se estudiaron sistemáticamente las soluciones sobrenadantes de la síntesis. Las técnicas empleadas incluyeron espectroscopias UV-visible e IR, difracción de rayos X, termogravimetría, y análisis térmico diferencial. Se confirmó la formación de los nanocompuestos híbridos del MOF con incorporación de las benzofenonas. Por otro lado, en ensayos de dispersión en agua destilada de los sólidos sintetizados se evaluó la liberación de las benzofenonas en función del tiempo mostrando que, si bien existe un pasaje parcial de las mismas al medio, su medida y mecanismo estarían asociados a las características moleculares del fotoprotector y a las interacciones polares, tanto con el solvente como con los residuos superficiales de los MOFs.