Un equip d’investigadors del grup de recerca en Química Supramolecular de la Universitat de les Illes Balears ha fet un pas endavant important en el coneixement de les forces intermoleculars que actuen en les relacions dels elements sòlids i les substàncies gasoses.

En un estudi publicat recentment a la prestigiosa revista científica Journal of Materials Chemistry A —que li dedica la portada—, els investigadors de la UIB demostren per primera vegada amb resultats experimentals l’existència de la interacció supramolecular coneguda com a Regium Bond. Aquesta interacció es basa en l’atracció entre àtoms pertanyents als metalls nobles, com són el coure, la plata i l’or, i substàncies gasoses.

Aquesta interacció ja havia estat proposada de manera teòrica pels mateixos investigadors en estudis previs, que ara n’han demostrat l’existència de manera experimental. L’equip de la UIB va dissenyar específicament un experiment basat en la desorció tèrmica, que permet estudiar la capacitat d’adsorció d’un gas sobre un sòlid.

A través d’aquest experiment varen aconseguir posar de manifest l’existència d’aquestes forces intermoleculars entre nanopartícules d’or o de plata, i diverses substàncies orgàniques contaminants, específicament, els composts orgànics volàtils (VOC). Aquests composts estan presents a multitud de productes i materials. S’evaporen a temperatura ambiental i, en alguns casos, poden ser nocius per a la salut humana.

Aquests resultats experimentals han anat acompanyats del desenvolupament d’un model teòric de la superfície de les nanopartícules d’or o plata, i de l’estudi de la interacció amb els composts orgànics volàtils; a partir d’aquests models, han calculat l’energia vinculada a aquesta interacció. En aquest estudi, la concordança entre els resultats experimentals i els càlculs teòrics realitzats pel grup de Química Supramolecular de la UIB donen validesa als models de superfície de nanopartícula generats, i la representació gràfica permet demostrar com es formalitzen aquestes forces.

Interès biomèdic

El coneixement de les forces febles intermoleculars és fonamental per entendre correctament la gran majoria d’interaccions dels sistemes biològics, no només de manera interna, sinó amb l’entorn. En el cas de les nanopartícules d’or i plata, s’utilitzen en l’àmbit biomèdic com a portadores de fàrmacs en teràpies de quimioteràpia. Per això, resulta de gran interès conèixer com es relacionen aquestes nanopartícules amb l’entorn biològic per tal de poder avançar en el disseny de nous fàrmacs encara més efectius i segurs.

La doctora M. Nieves Piña, professora titular del Departament de Química de la UIB i coautora de l’estudi, posa l’exemple següent: «El disseny d’un fàrmac requereix conèixer perfectament la seva interacció amb la biomolècula objectiu, o l’estudi de certes malalties implica el correcte enteniment de com es plega un enzim. En aquests fenòmens participen la suma de les forces febles intermoleculars existents, entre les quals el Regium Bond».

L’existència de models teòrics validats amb resultats experimentals pot estalviar molt de temps a la recerca, així com la disminució d'experiments necessaris, amb el conseqüent estalvi de reactius i energia.

Producte 100% de la UIB

«El treball s’ha fet en la seva totalitat a la Universitat de les Illes Balears, de manera que no hi ha cap aportació de grups aliens a la UIB. Tots els experiments s’han realitzat de forma íntegra als Serveis Cientificotècnics de la UIB. L’ajuda inestimable dels tècnics ha estat clau per elaborar aquest treball. Això, per a nosaltres, és un gran motiu d’orgull, i esperam que sigui un reflex de la bona qualitat de la recerca que es fa a la nostra universitat», afirma la doctora Piña.