EVALUACIÓN AMBIENTAL DE LOS MÉTODOS DE SÍNTESIS DE ZNO NANOESTRUCTURADO EN LA CREACIÓN DE SUPERFICIES ANTIMICROBIANAS

Abstract

Uno de los problemas mundiales que afectan a la salud es la contaminación microbiológica. Para combatirla, se emplean fármacos y desinfectantes. Sin embargo, otro problema actual es la resistencia a los antibióticos que presentan las bacterias, además de los daños por corrosión o reacción que pueden provocar los productos químicos desinfectantes en los materiales utilizados. Por ello, a nivel científico se apuesta por los materiales con propiedades antimicrobianas. Uno de estos materiales es el óxido de zinc (ZnO), que es uno de los materiales fotocatalíticos más usados en las últimas décadas debido a su alta estabilidad, inocuidad, propiedades fotocatalíticas, y especialmente, a su capacidad de presentar una gran variedad de estructuras morfológicas. La capacidad de desarrollar diferentes estructuras, especialmente las nanoestructuradas en forma de aguja, es lo que ha llevado al ZnO a ser ampliamente usado como material fotocatalítico antimicrobiano. En concreto, el objetivo de este proyecto es estudiar y evaluar diferentes métodos de síntesis de recubrimientos nanoestructurados de capa fina de ZnO para obtener superficies antimicrobianas, con el propósito de encontrar el método más sostenible para llevar a cabo esta síntesis. Los métodos que se compararon fueron cinco, entre los que se encuentra un método de una sola etapa que se realizó dos veces con diferentes concentraciones, y cuatro técnicas con combinaciones de dos etapas. Estas combinaciones consisten en una primera etapa llamada seeding donde se obtiene un recubrimiento de capa muy fina de ZnO con una orientación preferencial de crecimiento en la dirección del eje c; estas son las técnicas dip-coating y drop-casting. La creación de una capa de seeding orientada en la dirección de crecimiento del eje c favorece el crecimiento de nanorods de ZnO. Estas nanorods de ZnO se sintetizaron en una segunda etapa usando dos métodos de síntesis, sol-gel e hidrotermal. Los métodos comparados fueron los siguientes: ¿ Deposición Química de Vapor Asistida por Aerosol (AACVD). Técnica monoetapa. ¿ Combinación de la etapa de seeding dip-coating con la etapa de crecimiento sol-gel. ¿ Combinación de la etapa de seeding dip-coating con la etapa de crecimiento hidrotermal. ¿ Combinación de la etapa de seeding drop-casting con la etapa de crecimiento sol-gel. ¿ Combinación de la etapa de seeding drop-casting con la etapa de crecimiento hidrotermal. Estos métodos se desarrollaron en los laboratorios de investigación de la Universidad Rey Juan Carlos y, a partir de los datos de los procedimientos llevados a cabo y los resultados obtenidos, se realizará un Análisis de Ciclo de Vida (ACV) de cada técnica, que mostrará el impacto sobre el medioambiente y la salud de cada método. Estos ACV se calcularon mediante el software Simapro 9.5. Los resultados generados por el programa Simapro reflejaron que, en las categorías de impacto más relevantes elegidas (calentamiento global, toxicidad terrestre y de agua dulce, toxicidad no carcinogénica y el uso de recursos fósiles), los métodos con mayor impacto generado son aquellos cuya combinación incluye la técnica dip-coating, seguidos de las combinaciones con drop-casting. Finalmente, la mejor opción resultó ser el método AACVD, concretamente aquel en el que se usó una mayor concentración de cloruro de zinc. Además, los resultados de los ACV coincidieron en que aquellos que generan menor impacto son también los que mejores resultados ofrecen a nivel técnico. Es decir, la técnica AACVD es la que menos impacto ambiental supone, pero también es la que sintetiza los recubrimientos de ZnO con una mejor actividad antiviral, de acuerdo con las pruebas realizadas en el laboratorio.