Síntesis, caracterización y propiedades fotocatalíticas y antifúngicas de nanopartículas de MgO y ZnO para la protección del patrimonio pétreo

Abstract

La aplicación de la nanotecnología a la ciencia de la conservación del patrimonio pétreo supone un importante avance en el campo, ya que estos productos presentan una modificación a escala nanométrica que les permite una mayor eficacia e idoneidad por su mayor compatibilidad con el material pétreo. Entre los principales problemas encontrados hoy en día en la preservación de los monumentos históricos está el crecimiento de una amplia variedad de microorganismos (principalmente hongos, bacterias y algas) en las superficies pétreas y, en consecuencia, el biodeterioro de los monumentos y edificios. En este contexto, el trabajo de investigación que se presenta tiene como objetivo específico, el desarrollo de un nuevo producto basado en nanopartículas de óxidos mixtos (MgO y ZnO), con propiedades antifúngicas pero compatible con el sustrato pétreo dolomítico y calcítico. Así, nanopartículas de óxidos de magnesio y de zinc se obtuvieron mediante el método sol-gel a diferentes temperaturas y tiempos de reacción a partir de soluciones supersaturadas de reactivos comunes en distintas concentraciones. La morfología y estructura de las distintas nanopartículas de óxidos de magnesio y de zinc obtenidas se caracterizaron mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) con energía dispersiva de rayos X (EDS), Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) y difracción de rayos X (DRX). Las propiedades fotocatalíticas de los distintos sistemas se estudiaron a través de la degradación de disoluciones acuosas de azul de metileno (MB). Asimismo, la capacidad antifúngica de los distintos tipos de nanopartículas se evaluó usando como modelos a los hongos filamentosos Aspergillus niger (TM3H174) y Penicillium oxalicum (TM3H776), que fueron aislados a partir de material pétreo afectado por pátinas. Este tipo de hongos revisten su importancia debido a su capacidad para solubilizar la piedra caliza. Los resultados obtenidos hasta el momento revelan el importante efecto que ejerce la temperatura, los tiempos de reacción y las concentraciones de los reactivos en la morfología y tamaño de las nanopartículas obtenidas. Además, el tamaño de partícula y las estructuras nanométricas de las fases cristalinas obtenidas, constituyen un factor fundamental en la eficacia de la actividad fotocatalítica y antifúngica de los distintos óxidos nanoestructurados obtenidos. En conclusión, lasnanopartículas de óxidos de magnesio y de zinc obtenidas muestran una importante actividad fotocatalítica y antifúngica con un importante potencial para la protección del patrimonio pétreo calcítico y dolomítico.