• Las invenciones de Pedro
Bosch Giral y Enrique Lima Muñoz, del IIM de la UNAM, una
patentada y otra en proceso, se caracterizan por tener un componente
orgánico y otro inorgánico
• Son altamente resistentes y estables, no-tóxicas,
y podrían ser útiles en las industrias farmacéutica,
cosmética, de alimentos y textil, para sustituir a los colorantes
dañinos para el ambiente y la salud
• Se inspiraron en un proceso químico empleado por
los antiguos mayas. Sus investigaciones han sido publicadas en revistas
como Applied Clay Science y The Journal of Physical Chemistry
• Con el mismo principio, también se retienen las sustancias
para limpiar aguas contaminadas con tintas
En el Instituto de Investigaciones en Materiales
(IIM) de la UNAM, se desarrollan nuevos pigmentos a partir de flores
de bugambilia y clorofila de las plantas, altamente resistentes y estables,
no-tóxicos, que podrían ser útiles en las industrias
farmacéutica, cosmética, de alimentos y textil, para sustituir
a los que son dañinos para el ambiente y la salud.
Así lo explicaron los titulares de la
investigación, Pedro Bosch Giral y Enrique Lima Muñoz,
quienes se inspiraron para su trabajo en el proceso químico empleado
por los antiguos mayas para obtener el pigmento presente en murales
y códices, el azul maya, que ha resistido el paso del tiempo
y las condiciones meteorológicas.
Así, los científicos desarrollaron
invenciones, una patentada y la otra en proceso, para obtener pigmentos
vegetales a partir de esas flores y de las plantas, que se caracterizan
por tener un componente orgánico y otro inorgánico.
Ante un panorama de problemas ecológicos,
Bosch y Lima resaltaron la importancia de obtener artículos a
partir de productos naturales, como ocurre en sus investigaciones, dadas
a conocer en revistas como Applied Clay Science y The Journal
of Physical Chemistry.
Bosch recordó que cuando era niño,
al pasear con su tío, el profesor de la Facultad de Química,
Francisco Giral, le hizo notar que la bugambilia, en el momento que
se seca, pierde el color. Ocurre porque el pigmento reacciona con el
aire y se oxida. Es lo mismo que sucede si las hojas de los árboles
se vuelven rojas en el otoño y se pueden ver los carotenos que
antes opacaban la clorofila.
Junto con Enrique Lima decidió intentar
retenerlo. “Trabajamos con pigmentos prehispánicos, en
particular el azul maya, resultado de la mezcla de un material orgánico,
el añil (Indigofera suffruticosa), retenido en otro,
inorgánico, como puede ser la arcilla denominada paligorskita”.
“Inspirados en ello, intentamos retener
el color de la bugambilia (Bougainvillea spectabilis y Bougainvillea
glabra), con la extracción de las moléculas que le
dan color a la flor (cromóforos), y la inmovilización
en una red cristalina de un material inorgánico, y lo logramos”,
relató.
Se probaron varios materiales, en los que se
alteró su acidez y se modificó la porosidad y composición,
hasta descubrir que la alúmina, que no es más que un óxido
de aluminio, era el idóneo.
Los colorantes, explicaron, se retienen por
interacciones entre las partes polares del cromóforo y de la
matriz inorgánica. El trabajo de los científicos consiste
en identificar las combinaciones exitosas.
Con el uso de la bugambilia se obtiene infinidad
de tonalidades: una sola molécula orgánica puede dar desde
el amarillo hasta el púrpura, y pasar por el azul, según
la acidez de la matriz.
Bosch abundó que el color que se obtiene
depende de la interacción de la molécula y el sustrato
en que se “amarra”; ese enlace se produce por fuerzas electroestáticas,
dadas por la polaridad.
“Tanto en la molécula de colorante,
como en el sustrato, hay zonas en las que las cargas se concentran.
De acuerdo con ello, la transferencia de electrones de lo uno a lo otro,
varía. El color se debe a la absorción de la luz, y está
condicionado por las interacciones colorante-sustrato que son relativamente
fácil de modular”.
La clorofila
Bosch, junto con Geolar Fetter, de la Benemérita
Universidad Autónoma de Puebla, intentó retener el pigmento
natural más abundante de la naturaleza: la clorofila, base de
la fotosíntesis.
En particular, trabajaron con un componente
llamado clorofilina, “y tuvimos éxito porque logramos mantenerlo
en la hidrotalcita, que es un componente básico, constituido
sobre todo de aluminio, magnesio, oxígeno e hidrógeno,
que se suele usar para tratar problemas digestivos”.
Se trata de un compuesto laminar, con propiedades
muy interesantes desde el punto de vista catalítico, entre otras,
abundó el universitario. El registro de la patente es reciente,
de 2012.
Asimismo, señaló que existen
fármacos de la denominada medicina alternativa que utilizan clorofila,
y la hidrotalcita, al retenerlo, puede dosificar su distribución.
La clorofilina, una molécula un poco
más pequeña que la clorofila, al inmovilizarse permitiría
hacer todos los experimentos que reproduzcan la fotosíntesis,
el proceso más eficaz existente en la naturaleza de procesamiento
de la energía.
Más aplicaciones
Los colores inmovilizados se pueden utilizar
para dar más versatilidad a pigmentos que se emplean en la industria
cosmética. De hecho, además de retenerlos, Lima y su equipo
les dan textura aperlada.
Aquí se utiliza un núcleo de
una matriz inorgánica, rodeado de las moléculas que dan
color, con un recubrimiento de otro material inorgánico que brinda
la textura.
Pero Enrique Lima pensó en realizar
otro tipo de captura con la intención de limpiar las aguas contaminadas:
la de las tintas empleadas en la industria que se desechan a los efluentes.
Principalmente, explicó, nos enfocamos
a colorantes de tipo azoico, producidos en la industria textil, muy
contaminantes e, incluso, cancerígenos. En Morelia, por ejemplo,
la industria de la mezclilla tira aguas con índigo; lo que se
hace es retener el colorante con arcillas y silicatos, “y funciona
muy bien”.
En todos los casos, los pigmentos son de menor
costo que los convencionales porque sus materiales son baratos, abundantes
y estables, además de fáciles de sintetizar, concluyeron
los científicos.
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