CIQUS: Investigación química para una transición ecolóxica

O Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), membro da Rede CIGUS, pon de manifesto os obxectivos medioambientais que supoñen un importante reto ao que facerlle fronte mediante investigación de vangarda e o desenvolvemento de tecnoloxías que contribúan á sostibilidade.

A loita contra o cambio climático, o control da contaminación ou o uso sostible dos recursos son grandes desafíos aos que resultaría imposible facerlles fronte sen os avances que proveñen desde a área da química. O éxito acadado recentemente na convocatoria de axudas para proxectos estratéxicos orientados á transición ecolóxica e á transición dixital constitúe un novo impulso que serve para fortalecer o compromiso do CiQUS na protección do medio ambiente, a través da investigación que se leva a cabo principalmente desde as áreas de materiais funcionais e tecnoloxías sintéticas do centro.

Estas axudas da Axencia Estatal de Investigación teñen como obxectivo incrementar a competitividade e o liderado internacional da ciencia a través dunha investigación de calidade orientada á transición ecolóxica e dixital. Todos os proxectos solicitados polo CiQUS nesta convocatoria resultaron seleccionados. O centro obtivo sete proxectos orientados á transición ecolóxica (e participa como colaborador noutros dous proxectos da USC), conseguindo captar cerca de 1,3 millóns de euros para levalos a cabo.

Propostas e obxectivos

Dúas das propostas seleccionadas céntranse en mellorar o almacenamento de enerxía en baterías, un ámbito clave para conseguir dispositivos enerxeticamente eficientes. No proxecto BANZAI, María Giménez e o seu grupo buscarán optimizar un novo electrocatalizador para as baterías de zinc-aire, cuxo prototipo será posto a punto por CIDETEC. O obxectivo é mellorar a actividade e durabilidade deste tipo de baterías, unha alternativa prometedora onde se empregan materiais de alta dispoñibilidade, baixo custo e seguros. Pola súa parte, o equipo de Pablo do Pino participa nun proxecto (MOFSiAN) para crear ánodos de silicio baterías de litio. Trátase dunha colaboración co Instituto de Materiais da USC (iMATUS), onde o equipo do CiQUS se encargará de deseñar e sintetizar nanomateriais derivados de MOF, un tipo de estruturas metal-orgánicas. Estes materiais serán os compoñentes principais das tintas que se empregarán para a impresión 3D de novos eléctrodos na próxima xeración de baterías de ión de litio.

O proxecto de Rafael Ramos e Francisco Rivadulla (MEMTHERM) persegue tamén aumentar a eficiencia enerxética, neste caso mediante o deseño dunha memoria térmica de estado sólido. Este dispositivo utiliza campos eléctricos locais para controlar o movemento de ións en óxidos e modificar así a súa condutividade térmica.

A industria electrónica é outro dos sectores onde se están producindo interesantes avances para incorporar tecnoloxías alternativas, como ocorre no caso da bioelectrónica. Ese é precisamente o ámbito do proxecto ProPEL, onde o investigador principal do CiQUS, Eugenio Vázquez, xunto a un consorcio liderado desde o CIC biomaGUNE, buscará desenvolver unha plataforma tecnolóxica baseada na condutividade das proteínas. Os investigadores do CiQUS e a Rede CIGUS encargaranse de deseñar péptidos para fabricar fibras condutoras que poderán aplicarse a dispositivos electrónicos sostibles ou biocompatibles e ao almacenamento de enerxía.

Outras dúas propostas do CiQUS buscarán transformar os gases de efecto invernadoiro noutras materias primas valiosas, utilizando para iso reaccións catalíticas activadas por luz. No proxecto LIMEVA, Martín Fañanás e o seu equipo avanzarán no desenvolvemento de novas transformacións catalíticas impulsadas por luz para converter o metano directamente en produtos de alto valor engadido. O seu traballo explorará novas vías sintéticas limpas e sostibles, buscando sentar as bases dunha nova tecnoloxía para a conversión de metano que sexa enerxeticamente eficiente e respectuosa co medio ambiente. O proxecto de Manuel Nappi (ViSGap), en cambio, centrarase noutros gases residuais, neste caso o dióxido de carbono (CO2), o óxido nitroso (N2O) e o dióxido de xofre (SO2), e na utilización da luz visible ou luz solar para convertelos en feedstocks orgánicos e polímeros biodegradables, sen recorrer ao emprego de metais durante o proceso.

O alarmante aumento dos niveis de contaminación ambiental propiciou nos últimos anos unha maior demanda de sensores químicos. O proxecto SENSATION, no que participa o investigador Diego Peña, reunirá expertos de distintas áreas coordinados polo ICN2, os cales centrarán os seus esforzos no deseño de nanomateriais baseados en grafeno para ser empregados na detección selectiva de gases.

Excelencia investigadora e técnicas vangardistas

O equipo do CiQUS, cuxa calidade e impacto da súa investigación foron acreditados pola Xunta de Galicia, ocuparase de deseñar e sintetizar os precursores químicos dos materiais de tipo grafénico que posteriormente serán obtidos mediante síntese sobre superficie. Estes materiais empregaranse para obter novos sensores de gas que poderán ser utilizados para a monitorización ambiental e en tecnoloxías de diagnóstico. Por último, encontramos un par de propostas para plantarlle cara a outro dos grandes contaminantes: os residuos plásticos. O investigador Manuel Ortuño centrarase na reciclaxe química do polietileno tereftalato (PET) usando líquidos iónicos, unha alternativa ecolóxica aos procesos que se empregan actualmente para a reciclaxe. O proxecto D-FACT utilizará avanzadas técnicas computacionais para obter información no ámbito atómico sobre o papel que teñen estes líquidos iónicos nas diferentes etapas de despolimerización, o que podería acelerar o descubrimento de novos sistemas catalíticos nesta área. A reciclaxe destes plásticos tamén está no punto de mira do proxecto PETzyme, onde investigadores do CiQUS, en colaboración co Grupo de Biotecnoloxía Ambiental do CRETUS, buscarán desenvolver unha tecnoloxía encimática para a reciclaxe de residuos de PET. O grupo de José Manuel Martínez Costas empregará a plataforma tecnolóxica patentada baseada na proteína muNS-Mi para encapsular dous encimas de interese (PETase e MHETase) e obter unha nanoesfera capaz de realizar as reaccións en serie para a despolimerización do PET.