Desarrollan un catalizador más eficiente y resistente para reducir las emisiones de los coches

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21/10/2025

La investigación liderada por el Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha dado lugar a un nuevo tipo de catalizador capaz de eliminar el monóxido de carbono -un gas tóxico- de manera más efectiva y duradera que los catalizadores que se utilizan actualmente y ayudaría a reducir las emisiones contaminantes de los vehículos. La investigación ha sido publicada en Nature Communication, que ha destacado los resultados en su sección “Highlights”.

El nuevo tipo de catalizador platino/óxido de cerio (Pt/CeO2) desarrollado por el grupo de investigación “Materiales avanzados para catálisis y procesos sostenibles” del ITQ (UPV-CSIC) cuenta con un innovador diseño que logra una alta actividad catalítica sin desactivarse. La desactivación se suele producir en procesos que requieren de alta temperatura o de un exceso de oxígeno como, por ejemplo, en los motores de gasolina.

(De izquierda a derecha) Manuel Moliner, Mercedes Boronat, Pedro Serna, Benjamín Bohigues

(De izquierda a derecha) Manuel Moliner, Mercedes Boronat, Pedro Serna, Benjamín Bohigues

Alta estabilidad

“El catalizador consigue una alta actividad y estabilidad simultáneamente en la oxidación de monóxido de carbono. Esto se logra gracias a que los centros activos de platino están ‘atrapados’ en escalones en forma de V del óxido de cerio, que actúa a la vez como soporte y co-catalizador. Esta disposición estructural inédita impide la re-oxidación de los catalizadores, un mecanismo habitual en la desactivación de catalizadores tradicionales de platino sobre óxido de cerio”, explica Pedro Serna Merino, investigador del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y autor principal de la investigación.

El nuevo catalizador tiene aplicación directa en el control de emisiones y es clave para cualquier tecnología que requiera oxidación de monóxido de carbono en condiciones operativas exigentes como, por ejemplo, en las industrias energéticas, en descontaminación y gasificación. Por ejemplo, cuando en el motor de un coche produce monóxido de carbono (CO), el catalizador ayuda a que este gas se oxide rápidamente a dióxido de carbono (CO2) antes de salir por el tubo de escape. De esta forma se reduce la contaminación emitida por el vehículo.

“El desarrollo de un catalizador de oxidación de monóxido de carbono altamente activo y estable representa un avance clave en la reducción de emisiones contaminantes. Este nuevo material mejora la depuración de gases en vehículos de gasolina y optimiza el control ambiental en el transporte aéreo. Además, se mejora la seguridad y sostenibilidad en procesos industriales. Esta innovación abre la puerta a tecnologías más limpias y eficientes, con potencial aplicación en distintos sectores estratégicos vinculados con la industria química y energética”, afirma Pedro Serna Merino, investigador del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y autor principal de la investigación.

Técnicas de investigación avanzadas

Para el desarrollo de este nuevo catalizador se han empleado numerosas técnicas de investigación avanzadas entre las que destacas el uso de sincrotones (XAS), microscopios electrónicos de ultra-alta resolución (HAADF-STEM), CO-DRIFT, Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X (XPS), estudios cinéticos y de modelado DFT (Teoría del Funcional de la Densidad). Gracias a estas técnicas se ha podido identificar la naturaleza atómica exacta de los clústeres y comprender mejor su funcionamiento para, así, desarrollar el nuevo catalizador.

En la investigación liderada por el ITQ (UPV-CSIC) también han participado el Department of Chemistry and NIS Centre de la University of Turin (Turín, Italia), el European Synchrotron Radiation Facility (Grenoble, Francia) y el Department of Materials and Environmental Chemistry de la Stockholm University (Estocolmo, Suecia).

 

Bohigues B, Rojas-Buzo S, Salusso D, et al. Overcoming activity/stability tradeoffs in CO oxidation catalysis by Pt/CeO₂. Nat Commun. 2025. DOI: 10.1038/s41467-025-62726-6.

El Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC) desarrolla nuevos electrocatalizadores que producen hidrógeno más sostenible mediante inducción magnética

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17/10/2025

  • Los nuevos electrocatalizadores de cobalto, metal abundante y no noble, reducen la tradicional dependencia de metales escasos y caros
  • La investigación publicada en la revista Small combina la inducción magnética y la electroquímica y abre la puerta al diseño de reactores de electrólisis más eficientes, con menor consumo energético y mayor durabilidad

Un grupo de investigación del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha desarrollado una nueva familia de electrocatalizadores que permiten producir hidrógeno de forma más sostenible gracias a la electrólisis del agua – proceso químico que descompone el agua (H₂O) en hidrógeno (H₂) y oxígeno (O₂) mediante el uso de corriente eléctrica, combinado con la inducción magnética. Los nuevos electrocatalizadores utilizan metales abundantes y no nobles, como el cobalto, y reducen la tradicional dependencia de metales escasos, como el iridio y el rutenio. La aplicación de un campo magnético abre la puerta a diseñar reactores de electrólisis más eficientes, con menor consumo energético y una mayor durabilidad del catalizador. La investigación ha sido publicada en la revista Small.

Un electrocatalizador es un tipo de catalizador – sustancias que aceleran una reacción química sin ser consumidas en el proceso – que interviene en reacciones electroquímicas, aumentando la velocidad de la reacción y disminuyendo la energía requerida para que ocurran dichas reacciones. Los nuevos electrocatalizadores desarrollados por el ITQ (UPV-CSIC) están basados en nanopartículas de cobalto encapsuladas en carbono y se emplean en una reacción conocida como Reacción de Evolución de Oxígeno, OER, por sus siglas en inglés.

Esta reacción electroquímica, en la que las moléculas de agua se oxidan para producir oxígeno gaseoso, protones y electrones, está asistida mediante un campo magnético alterno, lo que supone una novedad, ya que muy pocos estudios combinan una tecnología como la inducción magnética con procesos electroquímicos.

La investigación ha confirmado que la aplicación de un campo magnético alterno intensifica hasta en un 40% la respuesta catalítica de las nanopartículas encapsuladas en carbono durante la electrólisis del agua, concretamente en el proceso de la reacción OER, lo que se traduce en una mejora energética en esta etapa limitante del proceso. En consecuencia, la utilización de este proceso supone un gran ahorro energético a la hora de generar hidrógeno verde.

Dispositivo experimental para el acoplamiento de electroquímica e inducción magnética

 

Mejor rendimiento de la reacción

El equipo de investigación del ITQ (UPV-CSIC) ha demostrado una mejora de hasta un 14% del rendimiento de la OER, que hasta el momento era el principal obstáculo de esta tecnología, debido a la baja velocidad a la que ocurre la reacción. Dicha mejora se ha conseguido gracias a un calentamiento localizado en la superficie del electrodo con un menor consumo energético.

Otro hito alcanzado ha sido el de verificar, por primera vez, la alta estabilidad estructural y funcional de los electrocatalizadores desarrollados, ya que sus propiedades magnéticas se mantienen apenas intactas después de procesos prolongados bajo un campo magnético alterno. Esto suponen una novedad respecto al empleo de otros métodos.

“La investigación también propone un nuevo método de síntesis que permite modular de forma sencilla la carga metálica de un catalizador encapsulado en carbono como vía para fabricar nuevos catalizadores robustos con otras aplicaciones como, por ejemplo, la valorización de moléculas derivadas de la biomasa o de dióxido de carbono, la hidrogenación de CO2, alquinos y otros grupos funcionales insaturados”, asegura Pascual Oña, científico titular del del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y coautor de la investigación.

Investigación internacional

La investigación se ha llevado a cabo mediante una colaboración internacional entre varias instituciones académicas y centros de investigación de alto nivel. Ha participado personal investigador del ITQ (UPV-CSIC) (grupo “Materiales porosos para procesos de adsorción, separación y aplicaciones medioambientales”), de la Universidad de Sevilla (Grupo de Cinética Electródica e Instrumentación, Departamento de Química Física), del University College London y el Research Complex at Harwell (Reino Unido) y del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC, España)

Referencia: L. del Rio-Rodríguez, S. Gutiérrez-Tarriño, I. Márquez, et al. The Second Life of Cobalt MOF: Alternating Magnetic Field- Assisted Electrocatalytic Oxygen Evolution Reaction in MOF-derived Nanoparticles. Small 21, no. 33 (2025): 21, 2503871. https://doi.org/10.1002/smll.202503871

 

 

Avelino Corma, una vida dedicada a la investigación y al Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC)

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08/10/2025

Avelino Corma es investigador y cofundador del Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC), investigador distinguido de la UPV y profesor de investigación ad honorem del CSIC y, sobre todo, es una eminencia en el campo de la catálisis y las zeolitas. Y ayer el personal del ITQ (UPV-CSIC) tuvo el placer de asistir a su charla “Un viaje por la ruta ITQ-314”.

A lo largo de las más de tres horas que duró la ponencia, el profesor Corma hizo un exhaustivo repaso por sus orígenes, sus primeros pasos como investigador, la evolución de su prolífica carrera investigadora y como esta le ha llevado a ser uno de los investigadores más importantes y reconocidos en su campo.

Destacó la importancia de trabajar en equipo y no de manera individual. Asimismo recalcó lo imprescindible que es creer en la investigación, buscar, mejorar e innovar en pro de la ciencia y estar siempre pensando diferentes e innovadoras formas de afrontar y resolver problemas. Corma destacó en varias ocasiones estas palabras, que iban dirigidas principalmente al personal más joven que conforma el ITQ (UPV-CSIC), para motivarles a ser mejores investigadores e investigadoras.

También contó cómo fueron los inicios de lo que es hoy en día el ITQ (UPV-CSIC): el germen del instituto que se gestó en un laboratorio que había sido una pequeña carpintería del Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC), la firma del convenio de creación del instituto entre la UPV y el CSIC, los primeros laboratorios que tuvieron en el Campus de Vera, hasta lo que hoy en día es el ITQ.

En esta apasionante historia no podía faltar la generación y la transferencia de conocimiento desde la investigación a la industria, lo que para el profesor Corma es una fortaleza del ITQ (UPV-CSIC), ya que el instituto es un gran referente en transferencia de conocimiento a nivel internacional.

La jornada fue introducida por su buen amigo el catedrático emérito Jaime Primo, quien destacó el gran liderazgo de Avelino Corma, su esfuerzo incansable para que el ITQ (UPV-CSIC) sea un centro de excelencia, su gran capacidad para desarrollar y poner en práctica ideas innovadoras y su gran valor por el esfuerzo. También destacó la alta productividad de su carrera científica, ya que cuenta con cientos de patentes y miles de publicaciones, así como con numerosos premios importantes.

La charla finalizó con un emotivo reconocimiento a todas las personas que han formado parte de su vida, tanto personal como investigadora, en la que agradeció enormemente todo su apoyo y el cariño recibido durante su vida profesional.

Una nueva metodología computacional mejora las propiedades y reduce los costes en la producción de zeolitas

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  • El Instituto de Tecnología Química (CSIC-UPV) ha validado el nuevo método, desarrollado por el Massachussets Institute of Technology (MIT), que analiza moléculas orgánicas con inteligencia artificial para optimizar el diseño de estos ‘filtros inteligentes’
  • El trabajo, publicado en ‘Nature Computacional Science’, ha logrado obtener nuevos catalizadores para mitigar la emisión de gases contaminantes de la industria del automóvil

30/09/2025

Un grupo de investigación del Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha validado una innovadora metodología computacional llamada ZeoBind, desarrollada en el Massachussets Institute of Technology (MIT, EE.UU.). Este sistema está basado en el aprendizaje automático mediante inteligencia artificial, y permite la exploración exhaustiva de moléculas orgánicas para dirigir la formación de zeolitas, minerales con estructura porosa que actúan como filtros inteligentes con multitud de utilidades. El objetivo es mejorar las propiedades de las zeolitas y reducir sus costes de producción. La investigación ha sido publicada en la prestigiosa revista Nature Computational Science.

Las zeolitas son materiales cristalinos compuestos principalmente por silicio y aluminio que destacan por su estructura, con microporos que permiten la entrada de moléculas en su interior. Se trata de un material que puede dar lugar a distintas reacciones químicas en función de la composición y tipología de sus poros, por lo que es muy utilizado como catalizador (para aumentar la velocidad de una reacción química) o como adsorbente industrial. La forma y tamaño de los poros de la zeolita se suelen fijar durante su síntesis o fabricación artificial mediante el uso de moléculas orgánicas específicas, que actúan como moldes que transfieren su forma a los poros de la estructura zeolítica para conseguir unas propiedades determinadas.

(De izquierda a derecha) Estefanía Bello, Yolanda Marcela Semanete, Cecilia Paris, Manuel Moliner e Isabel Millet

Sin embargo, la selección de las moléculas orgánicas específicas para una determinada zeolita es compleja y, tradicionalmente, se ha basado en metodologías costosas de prueba-error, que requieren mucho tiempo de optimización. Para conseguir una mejor selección de estas moléculas orgánicas específicas, el grupo dirigido por Rafael Gómez-Bombarelli en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales del MIT ha desarrollado ZeoBind, una novedosa metodología computacional que permite una exploración exhaustiva de hasta 2,3 millones de moléculas orgánicas.

“Con esta gran cantidad de datos de acceso en abierto se podrá acelerar el diseño de las moléculas orgánicas para la síntesis de catalizadores zeolíticos”, indica Gómez-Bombarelli, coinvestigador principal del trabajo.

La investigación desarrollada por el ITQ (UPV-CSIC) ha conseguido validar ZeoBind con la síntesis de dos zeolitas con composiciones químicas novedosas, permitiendo mejoras tanto en su proceso de preparación como en la estabilidad. Para ello, y con la ayuda de la inteligencia artificial, se han seleccionado las moléculas orgánicas idóneas para dirigir la formación eficiente de las zeolitas deseadas, considerando no sólo las moléculas orgánicas que se habían descrito hasta la fecha en la literatura científica, sino también generando millones de hipotéticas moléculas orgánicas.

“Con esta investigación hemos demostrado que ZeoBind amplía el diseño de moléculas orgánicas hasta en varios órdenes de magnitud, millones frente a cientos, en comparación a las investigaciones previas, hecho que permite un cribado exhaustivo de moléculas orgánicas dirigido de manera específica hacia la preparación de materiales zeolíticos”, asegura Manuel Moliner, científico del CSIC en el ITQ y coinvestigador principal del trabajo.

Con esta nueva metodología, el personal investigador del ITQ (UPV-CSIC) ha sido capaz de desarrollar nuevos catalizadores zeolíticos para la eliminación selectiva de óxidos de nitrógeno (NOx), con interés para la industria del automóvil, con el fin de mitigar y controlar la emisión de gases tóxicos a la atmósfera tras los procesos de combustión.

Esta investigación se ha desarrollado también en colaboración con personal investigador de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y de la Universidad Caltech, ambas en Estados Unidos. Por parte del ITQ (UPV-CSIC), está investigación se enmarca dentro de la tesis doctoral de Marcela Semanate, en la que también han participado Estefanía Bello, Cecilia Paris, Isabel Millet y Manuel Moliner.

 

Xie, M., Schwalbe-Koda, D., Semanate-Esquivel, Y.M. et al. A comprehensive mapping of zeolite–template chemical space. Nat Comput Sci 5, 661–674 (2025). https://doi.org/10.1038/s43588-025-00842-5

Los comités de igualdad del CSIC en la Comunitat Valenciana impulsan un programa pionero de mentoría para investigadoras predoctorales

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29/09/2025

Los comités de igualdad de los Institutos de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en la Comunitat Valenciana han puesto en marcha la iniciativa WoMent, el primer programa de mentoría dirigido exclusivamente a investigadoras predoctorales de los centros CSIC. Esta iniciativa tiene como objetivo generar vocaciones científicas, fortalecer las competencias académicas y profesionales de las futuras doctoras y contribuir a reducir la brecha de género existente en distintas disciplinas científicas.

El programa se basa en un modelo de mentoría individual que busca inspirar a las jóvenes científicas a través de la experiencia de investigadoras e investigadores con una trayectoria consolidada. Las doctorandas participantes contarán con un acompañamiento personalizado en el que podrán encontrar apoyo, orientación y referentes que les ayuden a afrontar los retos y desafíos propios de la carrera investigadora. Cada relación de mentoría se desarrollará a lo largo de cuatro sesiones de una hora, que se realizarán de forma presencial o en línea, en función de la disponibilidad de las personas participantes.

En esta primera edición, el programa está abierto a la incorporación tanto de mentoras/res como de investigadoras predoctorales (mentees) vinculados a centros CSIC o mixtos (CSIC-Universidad/Generalitat Valenciana) de la Comunitat Valenciana. Entre el personal mentor, podrá participar personal investigador consolidado, personal Ramón y Cajal, postdoctorales y agentes de innovación que quieran colaborar de manera voluntaria en el desarrollo de la carrera de las jóvenes doctorandas. Para facilitar su labor, se les proporcionarán pautas y materiales que guiarán el proceso de tutoría.

Por su parte, las mentees serán doctorandas que se encuentren en el último o penúltimo año de su tesis. Su participación les permitirá recibir un asesoramiento cercano y especializado, orientado a fortalecer sus competencias y a explorar nuevas oportunidades en el ámbito académico, científico y tecnológico.

El plazo de inscripción se abrirá a partir del miércoles 1 de octubre en este enlace y las personas interesadas podrán rellenar el formulario hasta el 31 de octubre de 2025. Posteriormente, la organización se encargará de confeccionar las parejas y, tras la publicación del listado definitivo de participantes, las sesiones de mentoría se desarrollarán desde enero de 2026 hasta junio del mismo año.

Con WoMent, el CSIC en la Comunitat Valenciana refuerza su compromiso con la igualdad y la promoción del talento femenino y ofrece un espacio de encuentro intergeneracional en el que compartir experiencias, generar referentes y fomentar soluciones innovadoras que contribuyan a un sistema científico más diverso y equitativo.

Para dudas o consultas, los comités de igualdad coordinadores de este programa han habilitado la siguiente dirección de correo: womentcsic@gmail.com

Francisco Gonell y Diego Mateo, nuevos investigadores Ramón y Cajal del Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC)

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25/09/2025

Francisco Gonell y Diego Mateo se han incorporado este mes de septiembre al Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC) como investigadores Ramón y Cajal. Estas ayudas promueven la incorporación en centros de investigación de personal investigador con una trayectoria destacada, con el fin de que adquieran las competencias y capacidades que les permitan obtener un puesto de carácter estable en un organismo de investigación del Sistema Español de Ciencia, Tecnología e Innovación.

En 2020, Francisco Gonell se incorporó al grupo del Prof. Avelino Corma, centrando su trabajo en el diseño de materiales nanométricos con aplicaciones en catálisis y electrocatálisis. Su trayectoria se refleja en más de 20 publicaciones en revistas internacionales, un capítulo de libro y dos patentes. Ahora, con la ayuda Ramón y Cajal, continuará desarrollando su investigación en el diseño de nuevos materiales para afrontar los retos energéticos y medioambientales actuales.

La trayectoria de Diego Mateo le ha llevado a ser IP de un proyecto de investigación con SAUDI ARAMCO y es, además, coautor de 38 artículos en revistas internacionales, así como de una patente relacionada con la producción de fibras de carbono. Ahora, como investigador Ramón y Cajal, va a trabajar en el grupo dirigido por Ana María Primo en el ITQ (UPV-CSIC), en producción de combustibles solares a partir de CO2, agua y/o amoniaco.

 

Más sobre Francisco Gonell

Francisco Gonell Gómez es licenciado en Química por la Universitat Jaume I, donde también realizó su doctorado gracias a una beca FPU, bajo la supervisión de la Dra. Beatriz Julián López y el Prof. Avelino Corma. Su tesis se centró en el desarrollo de materiales nanoestructurados para explorar sus propiedades catalíticas y fotoquímicas. Durante esta etapa también realizó estancias de investigación en la Université Pierre et Marie Curie (París, Francia) y en la Universidad de Aveiro-CICECO (Portugal), que enriquecieron su formación internacional.

Tras defender su tesis, continuó su carrera investigadora en el Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (Sorbonne Université-CNRS-Collège de France), en el grupo del Prof. Clément Sanchez y del Dr. David Portehault (2017-2020). Allí se especializó en el estudio de mecanismos de síntesis en sales fundidas de óxidos multicatiónicos y en la investigación de sus propiedades electrocatalíticas.

 

Más sobre Diego Mateo

Diego Mateo es licenciado en química por la Universitat de València (UV). En 2015, recibió un contrato predoctoral FPI-Severo Ochoa para realizar su tesis doctoral bajo la supervisión del Prof. Hermenegildo García y el Dr. Josep Albero en el ITQ (UPV-CSIC). Durante este período, estudió el uso de materiales derivados del grafeno como fotocatalizadores para la obtención de combustibles solares, obteniendo el “Premio extraordinario de tesis doctoral de la UPV” y el “Premio BASF-ICIQ a la mejor tesis doctoral”.

En 2019 se unió al grupo del Prof. Jorge Gascón en King Abdullah University of Science and Technology (KAUST, Arabia Saudí) como investigador postdoctoral. En 2022, obtuvo un nuevo puesto como investigador científico en la misma universidad. Durante esta etapa, desarrolló una nueva línea de investigación dedicada al desarrollo de catalizadores y reactores fototérmicos para su aplicación en la hidrogenación de dióxido de carbono o la síntesis/descomposición de amoníaco.

El Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC) participa en una nueva edición de la Nit Europea de la Investigació con los talleres “El CO2 y su influencia en nuestro planeta”

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16/09/2025

La Nit Europea de la Investigació se celebra el 26 de septiembre en el Jardí de Vivers de València, junto al Museo de Ciencias Naturales de València, en horario de mañana (10h a 13:30h) y de tarde (17h a 20h). El acceso es libre y gratuito y todas las actividades están orientadas a que el público asistente descubra la ciencia y aprenda con ella de una forma dinámica y divertida.

La Nit Europea de la Investigació está coorganizada por la Universitat Politècnica de València (UPV), la delegación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en València, la Fundació per al Foment de la Investigació Sanitària i Biomèdica de la Comunitat Valenciana (Fisabio) y por el Instituto de Investigación Sanitaria (INCLIVA).

 

El CO2 y su influencia en nuestro planeta

El ITQ (UPV-CSIC) participa con los talleres “El CO2 y su influencia en nuestro planeta” en los que las personas asistentes conocerán de una forma interactiva y divertida algunos de los conceptos fundamentales de la química. Además, a través de demostraciones prácticas participarán en experimentos en los que aprenderán qué es y cómo se produce el CO2 y cuáles son los estados de la materia. Cada unas de las cuatro actividades que se realizarán están pensadas para explicar cómo el exceso de CO2 afecta al cambio climático de nuestro planeta, especialmente, el efecto invernadero y la acidificación del agua.

El objetivo de estos talleres, que realizará el personal investigador y técnico del ITQ (UPV-CSIC), es el de despertar el interés por el medio ambiente y por el respeto hacia el planeta tierra, así como fomentar el aprendizaje a través de la curiosidad y el juego.

 

Talleres que realizarán centros e institutos de la UPV

  • L’aroma de la resistència – Institut de Biologia Molecular i Cel·lular de Plantes – IBMCP UPV-CSIC
  • Dibuixa en tres dimensions. Taller experimental amb bolígrafs 3D – ETSIADI
  • Biomaterials per al modelatge de malalties i desenvolupament de noves teràpies – CBIT

 

Talleres que realizarán centros e institutos del CSIC Comunitat Valenciana

  • ¿Qué hay dentro de una planta? – IBMCP UPV-CSIC
  • Viaje al centro de la célula – IBV
  • Aceleradores de partículas y sus aplicaciones – IFIC
  • Juegos cuánticos – IFIC
  • Las bacterias que comemos – IATA

 

¡Os invitamos a descubrir el maravillo mundo de la ciencia!

¡Os esperamos!

Desarrollan un innovador sistema que emplea luz infrarroja para mejorar la reparación de daños en el ADN

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12/09/2025

Una colaboración entre el Instituto de Tecnología Química (ITQ), centro mixto de la Universitat Politècnica de València (UPV) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), y el Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València (UV), ha desarrollado un innovador sistema que emplea luz infrarroja y nanozimas, nanomateriales con propiedades similares a las enzimas naturales, que mejora la reparación de daños en el ADN. Este método tiene potenciales aplicaciones biomédicas como el tratamiento de algunos tipos de cáncer. La investigación ha sido publicada en la revista científica Nanoscale.

El sistema está basado en un nanohíbrido, un material que combina distintos componentes a escala nanométrica para obtener propiedades únicas. En este caso, se trata de nanopartículas a las que se les ha introducido átomos de iterbio y erbio (dos elementos químicos de las llamadas ‘tierras raras’) que son capaces de absorber luz infrarroja y transformarla a luz visible. Estas nanopartículas están recubiertas en su superficie por un fotosensibilizador, un compuesto capaz de absorber la energía generada por la nanopartícula y utilizarla para activar una reacción química.

El nanohíbrido actúa como una fotoenzima (una enzima activada por luz), que utiliza la energía luminosa para desencadenar reacciones químicas capaces de reparar daños en el ADN. Estos daños aumentan las probabilidades de mutaciones en el ADN, las cuales pueden derivar en enfermedades como el cáncer. El avance descubierto en la investigación representa una primera etapa clave en el diseño de nanozimas que puedan utilizarse para aplicaciones biomédicas terapéuticas no invasivas.

La investigación se ha centrado en el estudio de dos lesiones del ADN que forman parte de las de la familia de los aductos de tipo eteno, en las cuales es experto el grupo del ITQ. Estos pueden tener un impacto en la salud por su potencial tóxico. Los aductos estudiados, derivados de los nucleósidos guanosina y adenina (componentes clave del ADN), son lesiones mutagénicas presentes constantemente en el organismo. Se ha demostrado que los nanohíbridos desarrollados permiten regenerar los nucleósidos originales mediante luz infrarroja.

De izquierda a derecha: Laura Francés Soriano (ICMol); María González Béjar (ICMol); Virginie Lhiaubet (ITQ); Gemma Rodríguez Muñiz (ITQ); y Delia Belleza (ICMol), autoras del trabajo. Créditos: ITQ (CSIC-UPV).

Fotoquímica contra el cáncer

“La terapia fotodinámica está ganando cada vez más protagonismo como tratamiento complementario y selectivo contra diversos tipos de cáncer, gracias a su capacidad para destruir células tumorales con una mínima afectación en los tejidos sanos. Este enfoque se está consolidando como una alternativa prometedora frente a tratamientos convencionales más agresivos”, explica Virginie Lhiaubet, investigadora científica del CSIC en el ITQ y coautora de la investigación.

Sin embargo, la terapia fotodinámica tiene una limitación clave, que es la poca penetración de la luz ultravioleta visible en los tejidos debido, principalmente, a cromóforos endógenos, sustancias presentes en el cuerpo humano que absorben la luz como la hemoglobina, la melanina o las vitaminas. Los nanohíbridos desarrollados superan el inconveniente de la falta de penetración de la luz ultravioleta visible, ya que estos precisan el uso de luz en el infrarrojo cercano para su activación, lo que mejora la profundidad de penetración de la luz en los tejidos debido a la mínima absorción de los componentes endógenos.

“Los futuros esfuerzos que realizaremos en esta área de investigación se centrarán en la optimización y mejora del sistema desarrollado con el fin de maximizar la eficiencia de la fotorreparación. También investigaremos en ampliar la versatilidad de las estrategias de reparación del ADN impulsadas por la luz”, afirma María González Béjar, profesora titular de la UV en el ICMol y coautora de la investigación.

Referencia:

Laura Francés-Soriano, Gemma M. Rodríguez-Muñiz, Paloma Lizondo-Aranda, Delia Bellezza, María González-Béjar and Virginie Lhiaubet-Vallet, Upconversion nanohybrids for NIR-induced photorepair of DNA etheno adducts, Nanoscale, 2025,17, 19103-19109. DOI: https://doi.org/10.1039/D5NR01777G

 

Una investigación liderada por el Instituto de Tecnología Química (UPV-CSIC) analiza cómo la simulación por ordenador es capaz de predecir la estabilidad de más de 200 polimorfos de zeolitas

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10/09/2025

Una investigación liderada por el Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC) ha analizado por primera vez de qué manera la simulación por ordenador es capaz de pronosticar la estabilidad relativa de los más de 200 polimorfos de zeolitas que se conocen en la actualidad. Además, este análisis permite predecir la estabilidad de otras zeolitas que todavía no se han sintetizado, pero que se podrían sintetizar en un futuro próximo. La investigación ha sido publicada en la revista Chemical Society Reviews.

En el estudio liderado por el ITQ (UPV-CSIC) se han analizado por primera vez resultados recientes que permiten justificar qué zeolitas se obtienen de modo preferente en presencia de cada catión orgánico director de estructura, usando alumino-silicatos como gel de síntesis. Esto se ha conseguido gracias a la introducción de un nuevo descriptor, directamente relacionado con la entalpia de formación de las zeolitas que compiten en el proceso.

“El cálculo numérico para cada zeolita nos permite seleccionar la zeolita para la cual se obtiene el valor menor y esa es la predicción computacional que, comparando con casos experimentales, nos da el resultado correcto en el 90% de los casos”, asegura Germán Ignacio Sastre, investigador científico del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y autor principal de la investigación.

Otro punto destacado de la investigación ha sido el hallazgo de que la zeolita más estable es la que contiene más aluminio y, por tanto, menor relación silicio/aluminio (Si/Al). Estas zeolitas con mayor habilidad de “empaquetar más carga” por unidad de tetraedros (Si+Al) serán las más estables. Además, se ha incorporado la termodinámica de la formación de defectos en el cristal, así como la distinción de las dos rutas de síntesis principales, que son el medio hidróxido y medio fluoruro, que determinan las dos principales rutas o tipos de síntesis.

El hallazgo ha permitido demostrar, por primera vez, el orden preferente de incorporación de los tres posibles aniones es:  Al – fluoruro – defectos. Estos aniones compensan la carga positiva de los cationes orgánicos directores de estructura y la preferencia de incorporación de uno u otro tipo de anión siempre ha sido materia de debate. Con ello, se puede explicar por qué el fluoruro no se incorpora en la zeolita cuando el gel contiene aluminio y, también, permite conocer que, en ausencia de aluminio y presencia de flúor, las zeolitas obtenidas dan lugar a cristales casi perfectos y sin defectos.

 

Mejor planificación de rutas de síntesis de zeolitas

Los resultados obtenidos en la investigación tienen aplicación directa en la planificación de rutas de síntesis de zeolitas.

“Hemos demostrado que no es posible sintetizar todas las zeolitas en su versión de alumino-silicato en medio hidróxido y no sólo eso, sino que somos capaces de enumerar cuáles son. Dos de las recientemente identificadas son STF y IFR (nombre asignado por la Comisión de Estructuras de la Asociación Internacional de Zeolitas). Los resultados obtenidos nos van a permitir no sólo entender mejor los resultados de la síntesis sino también estimar la viabilidad de los objetivos en función de la topología y estructura de las zeolitas para las que estamos buscando rutas de síntesis alternativas”, asegura Germán Ignacio Sastre, investigador científico del CSIC en el ITQ (UPV-CSIC) y autor principal de la investigación.

La investigación se ha desarrollado entre el ITQ (UPV-CSIC), el Interdisciplinary Institute of NMR and Molecular Sciences, Wuhan (China) y la empresa SynopsisDeNovoDesign, Beerse (Bélgica).

El Instituto de Tecnología Química coorganiza el congreso Materials for Sustainable Development Conference (MATSUS)

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03/08/2025

El Instituto de Tecnología Química (ITQ UPV-CSIC) coorganiza el congreso Materials for Sustainable Development Conference (MATSUS). El evento se celebrará del 20 al 24 de octubre de 2025 en València y cuenta con Pablo P. Boix, investigador del ITQ (UPV-CSIC), como organizador científico. Además, 4 investigadoras y 5 investigadores del ITQ impartirán charlas en el congreso.

La conferencia internacional se conformará de 24 simposios dedicados a explorar los temas más relevantes en tres disciplinas fundamentales para impulsar un futuro más sostenible como son la ciencia de materiales, la química y la ingeniería.

El encuentro se centrará en la necesidad de utilizar los recursos naturales a un ritmo que permita su regeneración, así como en la relación entre la energía utilizada en los procesos de fabricación y la energía que estos generan.

La agenda científica abordará una amplia gama de temas vinculados con la sostenibilidad, entre ellos el desarrollo de tecnologías energéticas alternativas para reducir la dependencia de los combustibles fósiles, la mejora de la eficiencia energética y la disminución del impacto ambiental del progreso tecnológico y económico. Asimismo, se destacará la importancia del uso responsable de materiales, la salud y la seguridad ambientales, junto con otros aspectos clave del desarrollo sostenible.

El programa combina investigación fundamental y multidisciplinaria con aplicaciones prácticas y ofrece un equilibrio entre la ciencia y la relevancia social. Todo ello se enmarca en los Objetivos de Desarrollo Sostenible de las Naciones Unidas y refuerza el compromiso de MATSUS con la construcción de un futuro más equitativo y respetuoso con el medio ambiente.

Personal científico ITQ (UPV-CSIC)

Personal investigador del ITQ (UPV-CSIC) impartirá distintas charlas a lo largo del congreso, entre los ponentes destacan Hermenegildo García, Juan Bisquert, Aicha Anouar y So-Yeon Kim.

Además, Ana Primo y Sara Goberna coorganizan el simposio «Frontiers in MXene Research: From Fundamentals to Applications»; Josep Albero coorganiza el simposio «Photo-assisted chemical reactions: materials, characterization and mechanisms»; Alfonso J. Carrillo y José M. Serra cooganizan el simposio «Exsolution for sustainable energy materials» y Juan Bisquert cooganiza el simposio «Brain-Inspired Computation: Memristors, Oscillators, and Networks».

Podéis consultar el programa completo de MATSUS aquí.