Nota

Universidad Nacional de Río Cuarto - Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales

09 de Enero de 2023 | 12 ′ 16 ′′

Un investigador de la UNRC recibió una beca del gobierno japonés

El doctor Darío Falcone recibió una beca del país oriental, que pondrá a disposición la más alta tecnología del mundo para evaluar su trabajo científico. Fue el primero en la Argentina en combinar dos grandes campos de conocimiento dentro de la química orgánica: líquidos iónicos y micelas inversas.

Generó en la Argentina una novedosa línea de investigación a partir de la combinación de estudios científicos realizados en Inglaterra sobre líquidos iónicos y otra desarrollada en la Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC) con micelas inversas. Por sus aportes a la química orgánica, recibió tres máximas distinciones a nivel nacional. Ahora, el gobierno de Japón le otorgó al doctor Darío Falcone una beca en Chiba University, próxima a la ciudad de Tokio, donde tendrá a disposición la tecnología más avanzada del mundo para probar la eficiencia de los resultados que alcanzó su trabajo.

En su investigación, este científico riocuartense, investigador principal de CONICET y docente de la Universidad local, lleva invertidos varios años al estudio de los líquidos iónicos y las micelas inversas, junto a sus colegas del Grupo de Sistemas Organizados de la Facultad de Ciencias Exactas.

Falcone inauguró en el país la combinación de esas dos grandes líneas de investigación a su regreso de Inglaterra, donde cursó su postdoctorado y donde aprendió a formar y manipular ese tipo de sistemas.

“Lo que pude hacer después de retornar a la Argentina fue combinar las líneas de trabajo del doctorado y del posdoctorado y generar una nueva temática de investigación a partir de lo que sabíamos sobre sistemas organizados y todo lo que yo había podido aprender en Inglaterra sobre líquidos iónicos”, precisó. Y agregó: “Podríamos decir que el trabajo que estoy haciendo en la Universidad Nacional de Río Cuarto tiene que ver con sistemas organizados alternativos, que nos permiten obtener micelas inversas sin utilizar solventes volátiles o generar vesículas no tradicionales como transportadoras de fármacos”.

La beca obtenida por Falcones es financiada por el gobierno nipón y cubre todos los gastos de viaje y estadía. Se trata de una oportunidad única, ya que abrirá las puertas a una vinculación más fluida y formal entre la Universidad Nacional de Río Cuarto y la institución oriental, que se materializará, según las expectativas del investigador local, en estudios de colaboración conjunta y en el intercambio de estudiantes de posgrado.

La beca del gobierno japonés se suma a los reconocimientos que viene recibiendo este docente e investigador de la Facultad de Ciencias Exactas por su trabajo científico. En 2021 recibió el premio “María Cristina Giordano 2021”, de la Asociación Argentina de Investigaciones en Fisicoquímicas. Antes, en 2019, la Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica le otorgó su máxima distinción: el premio “Doctor Eduardo Gros 2019”, y en 2016 recibía el premio “Ranwel Caputto”, de la Academia Nacional de Ciencias al investigador joven.

Desde sus estudios de doctorado, Falcone trabajó sobre sistemas organizados, particularmente en lo que respecta a micelas inversas. Son sistemas que se forman cuando se disuelve un detergente en un solvente que no es agua. Por ejemplo, cuando alguien disuelve jabón en agua se forman micelas directas. En este caso, las grasas se disuelven y por eso es posible lavarse las manos. Esto ocurre porque, al combinarse detergente y agua, se forma un sistema que disuelve las grasas. Pero no es esto lo que le interesó estudiar al doctor Falcone, sino exactamente lo contrario: las micelas inversas. De allí su nombre.

¿De qué se trata? Para formar las micelas inversas se utiliza un tipo especial de detergente y un solvente que es completamente insoluble en agua, pero que permite disolver el agua dentro de este tipo de sistemas. Así es como pueden generarse distintos tipos de reacciones en su interior, encapsular enzimas o realizar la síntesis de nanomateriales. Estos sistemas son un millón de veces más pequeños que un milímetro. Por eso, permiten construir materiales de ese tamaño. Entonces, controlar la formación de materiales de tamaño microscópico adquiere un valor muy significativo para la nanotecnología, que está tan en boga en los últimos años.

Los estudios a nivel mundial demostraron que todo lo que sea de escala nanométrica tiene incontables aplicaciones. Entre otras, por citar un caso, permiten formar nanopartículas para su uso en medicina. La utilización de estos moldes imperceptibles para la vista humana permite controlar el tamaño del material a formar y, por lo tanto, direccionar su posible aplicación. Así, estos nanomateriales poseen la capacidad de atacar microorganismos patógenos y eliminarlos, pero sin provocar ningún daño en las células buenas del cuerpo.

En oportunidad de realizar sus estudios de posdoctorado en Inglaterra, el doctor Falcone exploró el campo de conocimiento relacionado con los líquidos iónicos. Se trata de sales orgánicas que conservan ese estado (líquido) a temperatura ambiente.

Desde la década del ‘90, los líquidos iónicos generan gran interés, tanto a nivel científico cuanto tecnológico, debido a sus propiedades y potenciales aplicaciones en la industria. El carácter iónico de esas sales hace que tengan una presión de vapor muy baja y sean, en consecuencia, poco volátiles. Por esa razón, pretende empleárselas como solventes en la industria, ya que disminuirían considerablemente la emisión de gases contaminantes a la atmósfera, con un invalorable impacto benéfico para el medio ambiente.

En otras palabras, los líquidos iónicos son solventes ecológicos ideales. Por un lado, no se evaporan y, por el otro, son reciclables. No es un dato menor ya que la mayoría de los solventes químicos son volátiles, con resultados muy poco amigables con la naturaleza, un problema que se acentúa cada vez más frente al crecimiento permanente de los volúmenes de producción industrial.

Una investigación pionera

“En 2006, volví de Inglaterra y traje los conocimientos adquiridos en este tema, que nadie estaba trabajando en nuestro país. Pero, además, combiné esa línea de investigación con otra que sí veníamos desarrollando en la Universidad, vinculada con las micelas inversas”, comentó el investigador local y docente de las licenciaturas de Biología y de Química, que se dictan en la UNRC.

Los avances logrados en esa combinación de temas es lo que Falcone llevó a Japón para evaluarlos científicamente y explorar nuevos alcances y posibilidades a partir de los recursos tecnológicos de última generación de las universidades orientales. “El objetivo es aprovechar las tecnologías de vanguardia que tienen en Japón para avanzar con nuestra investigación y, a la vez, traer nuevos conocimientos sobre esta temática para aplicarlos aquí en los laboratorios de la Universidad. Por ejemplo, buscamos optimizar y mejorar las condiciones para lograr reacciones químicas más eficientes. Estas reacciones no se pueden hacer en solventes tradicionales, porque son químicamente diferentes y porque tienen un impacto muy negativo en el medio ambiente. Esto pensándolo en aplicaciones a gran escala”, indicó a Argentina Investiga.

Avanzar en este tipo de investigaciones despliega un abanico de beneficios para la actividad industrial, particularmente aquella que requiere el empleo de sustancias químicas que no son amigables con la naturaleza. La farmacéutica podría ser un ejemplo de ello. En este caso, se abren posibilidades para sintetizar fármacos, que necesitan condiciones químicas diferentes a los solventes tradicionales.

Señaló el científico: “El objetivo final de nuestro trabajo sería poder desarrollar en el futuro materiales que sean fáciles de armar, de bajo costo y que no contaminen. En estos momentos, lo que estamos haciendo es diseñar el transporte para que en un mañana próximo, de ser posible, puedan llevar medicamentos hacia las células del organismo y que incluso puedan ser dirigidos hacia lugares específicos del cuerpo, como hacia las células tumorales, evitando así la nociva toxicidad que muchos tratamientos producen actualmente en los pacientes oncológicos”.

Eliminar el uso de sustancias tóxicas para la industria en general tendría un impacto económico importante ya que podrían reutilizarse los solventes que emplea. El compuesto es versátil y por lo tanto permite generar condiciones químicas diferentes. “En la Argentina, todavía no hay desarrollos a gran escala en este sentido porque son muy complejos de estudiar, aunque en Europa hace ya varios años que las industrias los aplican, porque sus países están apremiados por los niveles de contaminación”, dijo Falcone.

El Viejo Continente registró, en la década de los ‘90, muy altos niveles de contaminación a raíz de la cantidad de solventes que se arrojaban a los ríos, o que se liberaban en el aire en forma de gases. Así es como surgió lo que se llamó “química verde” y con ella las soluciones alternativas amigables con el medio ambiente. Añadió el investigador riocuartense: “En nuestro país no tuvo el mismo desarrollo que en Europa. Por un lado, porque los volúmenes de producción industrial son menores que allá y también porque aquí las regulaciones no son tan estrictas pero, si no nos preparamos, tarde o temprano sufriremos las mismas consecuencias”. “Pensando en el futuro es que vamos a tratar de potenciar estas dos grandes líneas de investigación sobre las que estamos trabajando aquí en la Universidad, aprovechando los recursos tecnológicos, de conocimiento científico y de infraestructura que tiene Japón. Lamentablemente, ese es el talón de Aquiles que tiene nuestro país. Tenemos el conocimiento y las ideas, pero se complica a la hora de ejecutarlos”, subrayó.

Tratamiento antimicrobiano

“Estos sistemas son verdaderamente interesantes porque permiten generar distintos tipos de reacciones en su interior, encapsular enzimas o realizar la síntesis de nanomateriales”, destacó Falcone, quien también es investigador y vicedirector del Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud (IDAS-Conicet).

“Utilizar estos nanorreactores es como generar un lugar o una condición óptima dentro de un solvente para llevar a cabo una reacción química controlada. Lo que hemos logrado en estos años de investigación es poder hacer eficiente ese proceso, lo que nos ha dado el conocimiento básico para seguir avanzando”, agregó.

En este marco, detalló el doctor Falcone, “recientemente hemos hecho reacciones para generar nanopartículas de quitosano, para aplicarlas al tratamiento de la mastitis bovina. Estas nanopartículas se utilizan como un antimicrobiano y el armado de esas nanopartículas fue dentro de un nanorreactor. Además, tienen versatilidad, porque se puede controlar el tamaño de las nanopartículas y con ello la eficiencia que tienen para tratar la enfermedad. Este avance dio lugar a dos tesis doctorales con estudiantes de Villa María. Los resultados fueron muy buenos, particularmente porque logramos desarrollar una terapia alternativa a la del uso tradicional de antibióticos, que genera resistencia pero que también deja residuos en la leche que consumimos. Mientras tanto, las nanopartículas son totalmente inocuas”.

El Grupo de Sistemas Organizados, asimismo, logró desarrollar líquidos iónicos, lo que resultó un paso significativo para estos científicos locales, habida cuenta del alto costo que demanda su adquisición. “Económicamente, es más conveniente hacerlos que comprarlos, pero para hacerlos hay que tener el conocimiento necesario. En nuestros laboratorios logramos poner a punto la técnica para sintetizarlos aquí y llevar adelante pruebas preliminares con el equipamiento que disponemos en la Universidad”, resaltó.

El trabajo de este científico y de los restantes integrantes del Grupo de Sistemas Organizados se amplifica también a través de nuevas líneas de estudio. En estos momentos, el doctor Falcone tiene bajo su dirección y co-dirección nueve tesis de doctorado vinculadas con este tema, que promete liderar una nueva era tecnológica verde y sostenible.

Producción Periodística:
Fredy Dutra

Responsable Institucional:
Deolinda Abate Daga
Universidad Nacional de Río Cuarto

Departamento de Prensa y Difusión
prensa@rec.unrc.edu.ar
www.unrc.edu.ar


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