Un equipo del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València ha conseguido sintetizar un nuevo material poroso que permite catalizar la degradación de compuestos análogos a los agentes nerviosos usados en guerra química. Este material permitirá capturar y degradar este tipo de compuestos que hasta ahora no podían ser eliminados. El trabajo ha sido publicado en la revista Chem.
Los agentes nerviosos son químicos altamente tóxicos que envenenan el sistema nervioso central del cuerpo e impiden que funcione adecuadamente. Actúan rápidamente y sus efectos van desde mareos hasta la muerte en los casos más extremos. Un ejemplo de estos agentes es el Sarín, un compuesto sintético clasificado como arma de destrucción masiva y utilizado en atentados terroristas como el del metro de Tokio en 1995 o, más recientemente, la masacre de Guta de 2013 en el marco de la Guerra de Siria. Actualmente, el material de referencia para capturar estos gases es el carbón activo, que permite retenerlos, pero no eliminarlos.
El equipo del ICMol liderado por Carlos Martí-Gastaldo, FuniMAT, trabaja con materiales porosos denominados MOFs (Metal-Organic Frameworks, de sus siglas en inglés) cuya versatilidad permite crear materiales de diseño modificando sus propiedades. De esta manera han logrado sintetizar una nueva familia de MOFs (MUV-101) muy eficientes y estables químicamente que son capaces de degradar un análogo del gas Sarín de forma muy similar a como lo hacen las enzimas, los catalizadores biológicos por excelencia. “A escala de laboratorio utilizamos análogos de los agentes nerviosos para evitar los problemas derivados de su evidente toxicidad. Es por ello que estamos trabajando con agencias de defensa extranjeras para que certifiquen que esta degradación es extrapolable al propio gas Sarín”, explica Martí-Gastaldo.
La estabilidad y eficiencia de estos edificios moleculares diseñados se ha conseguido gracias a la incorporación de titanio y hierro en su estructura. En el estudio publicado en la revista Chem se demuestra que ambos metales juntos tienen una actividad mucho mayor de la que tendrían por separado, con lo que se logra una catálisis cooperativa que permite una degradación eficiente del agente nervioso en agua, sin necesitar ningún medio específico o aditivo para que se lleve a cabo la reacción.
Estos nuevos materiales, en cuya concepción y desarrollo han participado Javier Castells, Natalia M. Padial, Neyvis Almora, María Romero y Sergio Tatay, ya han sido patentados y se pueden integrar fácilmente en trajes protectores o máscaras de gas. Por este motivo, pueden ser de gran interés en temas de seguridad, tanto en la defensa de países ante amenazas de guerra química, y medio ambiente como para la protección personal ante fuertes insecticidas o la descontaminación de las aguas.
En el trabajo también han participado el Departamento de Química Inorgánica de la Universidad de Granada (España), el Rutherford Appleton Laboratory (Reino Unido), el Centro de Ciências e Tecnologias Nucleares de la Universidad de Lisboa (Portugal) y la empresa Micromeritics Instruments Corporation (EE. UU.).
Referencia: Heterometallic Titanium-Organic Frameworks as Dual-Metal Catalysts for Synergistic Non-buffered Hydrolysis of Nerve Agent Simulants. Javier Castells-Gil, Natalia M. Padial, Neyvis Almora-Barrios, Rodrigo Gil-San-Millán, María Romero-Ángel, Virginia Torres, Iván da Silva, Bruno C.J. Vieira, Joao C. Waerenborgh, Jaciek Jagiello, Jorge A.R. Navarro, Sergio Tatay, Carlos Martí-Gastaldo.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.09.002
Web del grupo FuniMAT (www.icmol.es/funimat)