La definición más aceptada de nanomaterial se refiere a cualquier material que tiene al menos una dimensión inferior a 100 nanómetros (nm) de tamaño (por ejemplo, películas delgadas, películas de grafeno …), mientras que las nanopartículas se definen como objetos con sus tres dimensiones de menos de 100 nm. A esta escala las propiedades y funciones de las nanoestructuras a menudo difieren drásticamente de sus homólogos de tamaño superior.

La razón es que, al reducir el tamaño de las nanopartículas, se incrementan los efectos de superficie debido a un aumento de la relación entre los átomos en la superficie y el volumen. Además, las nuevas propiedades de las nanopartículas dependen del tamaño pero también de la forma, ya que un tamaño pequeño a menudo resulta en una mayor reactividad de los átomos de la superficie que contribuyen de manera especial a las características termodinámicas de los sólidos. Su alta relación de área superficial y volumen, la superficie moldeable y la multifuncionalidad abren una multitud de nuevas posibilidades para una amplia variedad de aplicaciones en diferentes campos de la ciencia y la tecnología.

La Ingeniería Ambiental no es ajena a la nanotecnología y hay un creciente interés en el uso de nanomateriales en ingeniería ambiental. Concretamente, estamos investigando el uso de nanopartículas para la reducción de metales, nutrientes y pesticidas presentes en el agua y, también, para la reducción de gases de efecto invernadero (CH4 y N2O) presentes en el aire.

También estamos utilizando nanopartículas de hierro para mejorar el proceso de digestión anaerobia. Específicamente se ha encontrado que las nanopartículas de hierro pueden aumentar significativamente la producción de biogás cuando se añaden al proceso de digestión anaeróbica a una concentración y tamaño específico.

Sin embargo, el impacto ambiental de los nanomateriales cuando se liberan al medio ambiente no está bien determinado. Aquí, la nanotoxicología está surgiendo como una nueva disciplina relacionada con la nanotecnología. Estamos trabajando en la determinación de la toxicidad de diferentes nanopartículas mediante el uso de metodologías tales como pruebas de germinación de semillas, bacterias bioluminiscentes, respirometría aerobia y pruebas de digestión anaerobia, entre otros.

Nuestras investigaciones en este campo se llevan a cabo en estrecha colaboración con el Dr. Victor Puntas [+] del Institut Català de Nanotecnologia.