Científics de l’ICMol sintetitzen un material capaç de degradar agents nerviosos en aigua

30/09/2020

Un equip de l’Institut de Ciència Molecular (ICMol) de la Universitat de València ha aconseguit sintetitzar un nou material porós que permet catalitzar la degradació de compostos anàlegs als agents nerviosos usats en guerra química. Aquest material permetrà capturar i degradar aquest tipus de compostos que fins ara no podien ser eliminats. El treball s’ha publicat a la revista Chem.

Els agents nerviosos són químics altament tòxics que enverinen el sistema nerviós central del cos i impedeixen que funcione adequadament. Actuen ràpidament i els seus efectes van des de marejos fins a la mort en els casos més extrems. Un exemple d’aquests agents és el sarín, un compost sintètic classificat com a arma de destrucció massiva i utilitzat en atemptats terroristes com el del metro de Tòquio en 1995 o, més recentment, la massacre de Guta de 2013 en el marc de la Guerra de Síria. Actualment, el material de referència per capturar aquests gasos és el carbó actiu, que permet retindre’ls, però no eliminar-los.

L’equip de l’ICMol liderat per Carlos Martí-Gastaldo, FuniMAT, treballa amb materials porosos denominats MOF (Metall-Organic Frameworks, de les seues sigles en anglès) la versatilitat permet crear materials de disseny modificant-ne les propietats. D’aquesta manera han aconseguit sintetitzar una nova família de MOF (MUV-101) molt eficients i estables químicament que són capaços de degradar un anàleg del gas sarín de manera molt similar a com ho fan els enzims, els catalitzadors biològics per excel·lència. “A escala de laboratori utilitzem anàlegs dels agents nerviosos per evitar els problemes derivats de la seua evident toxicitat. És per això que estem treballant amb agències de defensa estrangeres perquè certifiquen que aquesta degradació és extrapolable al gas sarín mateix”, explica Martí-Gastaldo.

L’estabilitat i eficiència d’aquests edificis moleculars dissenyats s’ha aconseguit gràcies a la incorporació de titani i ferro en la seua estructura. En l’estudi publicat a la revista Chem es demostra que els dos metalls junts tenen una activitat molt més gran que la que tindrien per separat, amb la qual cosa s’aconsegueix una catàlisi cooperativa que permet una degradació eficient de l’agent nerviós en aigua, sense necessitar cap mitjà específic o additiu perquè es duga a terme la reacció.

Aquests nous materials, en la concepció i desenvolupament han participat Javier Castells, Natalia M. Padial, Neyvis Almora, Maria Romero i Sergio Tatay, ja han sigut patentats i es poden integrar fàcilment en vestits protectors o màscares de gas. Per aquest motiu, poden ser de gran interès en temes de seguretat, tant en la defensa de països davant amenaces de guerra química i medi ambient com per a la protecció personal davant forts insecticides o la descontaminació de les aigües.

En el treball també han participat el Departament de Química Inorgànica de la Universitat de Granada (Espanya), el Rutherford Appleton Laboratory (Regne Unit), el Centro de Ciências i Tecnologias Nucleares de la Universitat de Lisboa (Portugal) i l’empresa Micromeritics Instruments Corporation (EUA).

Referència: 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 grup FuniMAT (www.icmol.es/funimat)