La definició més acceptada per a un nanomaterial es refereix a qualsevol material que té com a mínim una dimensió inferior als 100 nanòmetres (nm) de mida (per exemple, pel·lícules primes, pel·lícules de grafè…), mentre que les nanopartícules es defineixen com a objectes amb les seves tres dimensions de menys de 100 nm. A aquesta escala les propietats i funcions de les nanoestructures sovint difereixen dràsticament dels seus homòlegs de mida superior.

La raó és que, al reduir la mida de les nanopartícules, s’incrementen els efectes de superfície a causa d’un augment de la relació entre els àtoms a la superfície i el volum. A més, les noves propietats de les nanopartícules depenen de la mida però també de la forma, ja que una mida petita sovint resulta en una major reactivitat dels àtoms de la superfície que contribueixen de manera especial a les característiques termodinàmiques dels sòlids. La seva alta relació d’àrea superficial i volum, la superfície moldejable i la multifuncionalitat obren una multitud de noves possibilitats per a una àmplia varietat d’aplicacions en diferents camps de la ciència i la tecnologia.

L’Enginyeria Ambiental no és llunyana a la nanotecnologia i hi ha un creixent interès en l’ús dels nanomaterials en la recuperació ambiental. Concretament, estem investigant l’ús de nanopartícules per a la reducció dels metalls, nutrients i pesticides presents en l’aigua i, també, per a la reducció de gasos d’efecte hivernacle (CH4 i N2O) presents en l’aire.

També estem utilitzant nanopartícules de ferro per millorar el procés de digestió anaeròbia. Específicament s’ha trobat que les nanopartícules de ferro poden augmentar significativament la producció de biogàs quan s’afegeixen al procés de digestió anaeròbica a una concentració i mida específica.

No obstant això, l’impacte ambiental dels nanomaterials quan s’alliberen al medi ambient no està ben determinat. Aquí, la nanotoxicologia està sorgint com una nova disciplina relacionada amb la nanotecnologia. Estem treballant en la determinació de la toxicitat de diferents nanopartícules mitjançant l’ús de metodologies com ara proves de germinació de llavors, bacteris bioluminiscentes, respirometria aeròbia i proves de digestió anaeròbia, entre d’altres.

Les nostres investigacions en aquest camp es duen a terme amb estreta col·laboració amb el Dr Victor Puntes [+] de l’Institut Català de Nanotecnologia.