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Estudiantes de la Universidad Nacional Sede Manizales sintetizaron este compuesto (ZnO) a escala nanométrica, con el fin de optimizar procesos y mejorar las propiedades de la hidroxiapatita.
El ZnO es usado para mejorar las características mecánicas y eléctricas de este mineral, componente natural de los huesos de los animales vertebrados. El propósito es utilizarla como pegante-sellante, para rellenar las fisuras en huesos de mascotas y animales de la calle, como un proyecto de impacto social.
“El objetivo general de este trabajo es sintetizar y caracterizar el óxido de zinc a bajo costo y con alta calidad para ser implementado en diversas aplicaciones, pues se trata de un compuesto que tiene las características de un semiconductor. Por eso, se están implementando diferentes rutas de obtención que permiten apreciar distintas morfologías y tamaños de dichas partículas”, explicó el estudiante Marco Aurelio Avellaneda Céspedes.
Este proyecto está a cargo del grupo de Propiedades Ópticas de los Materiales (POM), que dirige el profesor Carlos Vargas Hernández y es desarrollado por los estudiantes de Ingeniería Física Marco Aurelio Avellaneda Céspedes, Nicolás Guayazán Palacios, María Fernanda Vargas Charry y Natalia Alzate Acevedo, con el fin de contribuir a múltiples trabajos del mismo laboratorio.
Según el estudiante, en el laboratorio se trabaja regularmente a escala micrométrica. Sin embargo, decidieron sintetizar el óxido de zinc a escala nanométrica para anclarlo a sustancias como la hidroxiapatita (componente principal de los huesos de los animales vertebrados) y así tobener mejores propiedades y uso a bajo costo.
Este óxido se caracteriza por ser un material biocompatible, tener la capacidad de mejorar propiedades mecánicas y eléctricas de otros materiales, lo cual generó el interés del grupo por las nanopartículas de este material.
En el grupo POM, el ZnO se sintetiza por diversos métodos, entre los cuales están el de microondas y rutas químicas, con el fin de lograr diferentes geometrías y tamaños, dependiendo de la aplicación que pueda tener el compuesto.
Una de las rutas que han usado para la obtención de este tipo de nanopartículas ha sido la ruta química, a través de la cual se parte de un acetato en solución y se le varían parámetros importantes como el pH (acidez) y las condiciones del tratamiento térmico.
Posterior a este procedimiento, se toman las muestras mencionadas y son sometidas a un proceso de calcinación con temperaturas que superan los 500 °C durante un tiempo determinado. Finalmente, estas son caracterizadas por los métodos que se encuentran al alcance, que determinan su morfología y tamaño, entre otros aspectos importantes para la aplicación específica de las nanopartículas de óxido de zinc obtenidas.
Como un ejercicio alterno, se ha desarrollado una simulación basada en la técnica dinámica molecular, con el fin de reproducir el comportamiento del compuesto para el proceso de ruta química antes nombrado, labor que se encuentra en desarrollo.
“Estamos en la era de la investigación y el boom de ahora es la escala nanométrica. Se le han dado múltiples aplicaciones, tanto en la parte electrónica como en la biológica, para brindar soluciones a problemáticas sociales de nuestro diario vivir”, manifestó María Fernanda Vargas Charry, otra de las investigadoras.
Se ha proyectado el sensado de ADN, seguir con la optimización de celdas solares y la mejora constante de las propiedades mecánicas y eléctricas de la hidroxiapatita.