Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales-Universidad Nacional de Río Cuarto
Un equipo científico del Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud (IDAS, CONICET-UNRC) logró un importante reconocimiento internacional: un trabajo de investigación sobre solventes naturales fue seleccionado para ilustrar la portada de The Journal of Physical Chemistry B, una de las publicaciones de referencia mundial en química física y biofísica. El estudio combina experimentos de Resonancia Magnética Nuclear realizados en la Universidad Nacional de Río Cuarto con simulaciones computacionales y aporta nuevos conocimientos sobre la estructura molecular de mezclas líquidas de origen natural.
La ciencia que se produce en la Universidad Nacional de Río Cuarto vuelve a alcanzar reconocimiento internacional. En esta oportunidad, investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales lograron que uno de sus trabajos científicos sea protagonista de la tapa de The Journal of Physical Chemistry B, revista editada por la American Chemical Society (ACS), una de las sociedades científicas más prestigiosas del mundo en el campo de la química.
La publicación destaca el trabajo titulado “Las redes persistentes de enlaces de hidrógeno del mentol determinan la estructura y la hidratación de un solvente eutéctico profundo natural hidrófobo: perspectivas a partir de RMN y simulaciones de dinámica molecular del sistema alcanfor-mentol”.
La investigación fue desarrollada por integrantes del Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud (IDAS), dependencia de doble pertenencia CONICET-UNRC. El equipo está integrado por los doctores Rubén Darío Falcone, director de esta línea de investigación y autor de correspondencia del artículo; Alejandra González Herrera, Mariano Correa y Fernando Moyano. También participó André Petelski, investigador adjunto del CONICET perteneciente a la Facultad Regional Resistencia de la Universidad Tecnológica Nacional.
Para el doctor Darío Falcone, este reconocimiento representa un doble logro. Por un lado, la aceptación del artículo en una revista de la American Chemical Society implica haber superado un proceso de evaluación por pares internacionales. Por otro, la selección de la investigación para ilustrar la portada constituye una distinción adicional, ya que las tapas de la publicación destacan trabajos que la revista considera sobresalientes.
“Que un estudio realizado con el espectrómetro de resonancia magnética nuclear de la UNRC y simulaciones computacionales compita en esa primera línea mundial muestra la calidad de la ciencia que se hace en el interior argentino”, destacó Falcone. Asimismo, remarcó la importancia de que la figura representativa del sistema alcanfor-mentol-agua alcance visibilidad entre investigadores y especialistas de todo el mundo.
Nuevos conocimientos sobre solventes de origen natural
El trabajo se centra en el estudio de un solvente eutéctico profundo natural hidrofóbico (NADES, por sus siglas en inglés), formado por la combinación de alcanfor y mentol en proporciones equimolares. Se trata de dos componentes de origen natural que, aunque son sólidos a temperatura ambiente, al combinarse forman una mezcla líquida.
Estos compuestos se caracterizan por ser biodegradables, de baja toxicidad y bajo costo, y forman parte de una línea de investigación en expansión vinculada al desarrollo de sistemas y materiales más amigables con el ambiente.
El principal aporte del estudio fue caracterizar experimentalmente, por primera vez, la estructura líquida, la movilidad molecular y la respuesta al agua de esta mezcla específica. Hasta el momento, las interacciones moleculares que explicaban su estabilidad habían sido planteadas principalmente como hipótesis, sin una caracterización directa de su organización a escala molecular.
Entre los hallazgos más relevantes, los investigadores identificaron que la red de enlaces de hidrógeno está dominada por las interacciones entre moléculas de mentol, por encima de las interacciones entre mentol y alcanfor. También comprobaron que, cuando se incorpora agua, esta no se integra de manera homogénea a la estructura del solvente, sino que tiende a agruparse en pequeños conjuntos de moléculas.
De esta manera, el estudio permitió comprender con mayor precisión cómo se organiza el sistema, qué sucede cuando se incorpora agua y bajo qué condiciones puede producirse una separación de fases, sin que los dominios ricos en solvente pierdan sus características estructurales.
La combinación de técnicas experimentales y simulaciones computacionales
Para alcanzar estos resultados, el equipo combinó dos herramientas complementarias: la espectroscopia de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de protón y las simulaciones de dinámica molecular.
Los experimentos de RMN se realizaron utilizando el equipamiento disponible en la Universidad Nacional de Río Cuarto y permitieron observar el comportamiento de los protones y reconocer características de las interacciones moleculares. Por su parte, las simulaciones computacionales permitieron analizar el movimiento de los átomos durante períodos de tiempo determinados, cuantificar los enlaces de hidrógeno y estudiar la distribución de las moléculas de agua dentro del sistema.
La complementariedad de ambas metodologías fue fundamental para respaldar los resultados y construir una interpretación molecular más completa del comportamiento del solvente.
El desarrollo experimental también presentó desafíos particulares, entre ellos trabajar con la muestra pura, sin recurrir a solventes adicionales que pudieran interferir en la observación de las señales de interés, determinar los límites de solubilidad del agua y resolver pequeñas variaciones en las señales de RMN en un líquido viscoso.
Ciencia básica con potenciales aplicaciones
Además de aportar conocimientos fundamentales sobre la organización molecular de los solventes eutécticos naturales hidrofóbicos, la investigación abre nuevas perspectivas para el diseño racional de estos sistemas.
Comprender cómo se organizan sus componentes y cómo responden ante la incorporación de agua resulta fundamental para desarrollar formulaciones con propiedades específicas y comportamientos controlados. A futuro, estos conocimientos podrían contribuir al diseño de sistemas destinados a procesos de extracción, disolución de biomasa y solubilización de principios activos, entre otras aplicaciones.
En este sentido, Falcone destacó que el estudio aporta una imagen molecular unificada de estos solventes, un conocimiento necesario para avanzar en la construcción de modelos predictivos y en el desarrollo de nuevas formulaciones.
La distinción internacional obtenida por el equipo del IDAS-UNRC pone en valor la calidad de la investigación científica que se desarrolla en la Universidad Nacional de Río Cuarto y, particularmente, el trabajo sostenido de sus investigadores en áreas de conocimiento con creciente proyección científica y tecnológica.
Que una investigación realizada con equipamiento científico de la UNRC y el aporte de herramientas computacionales alcance la portada de una publicación de referencia mundial constituye un reconocimiento a las capacidades científicas locales y a su contribución al conocimiento internacional.
Redacción: con información de UNRCiencia
