Un recubrimiento de nanopartículas antibacterias para proteger el acero inoxidable

Un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMSE-CSIC) ha desarrollado una capa nanoestructurada en forma de columnas que mejora la capacidad anticorrosiva de este metal, resiste la humedad y frena su deterioro.

Autoría: Alba Madero / Fundación Descubre


Sevilla |
22 de noviembre de 2022

“Antiguamente, los guerreros expertos se hacían a sí mismos invencibles en primer lugar, y después aguardaban para descubrir la vulnerabilidad de sus adversarios. Hacerte invencible significa conocerte a ti mismo; aguardar para descubrir la vulnerabilidad del adversario significa conocer a los demás”.

Lo que Sun Tzu quería decir con estas palabras en su obra, ‘El Arte de la Guerra’, es que es esencial conocer al enemigo para detectar sus defectos, defenderse y así poder derrotarlo en un momento de debilidad.

Como ocurre en la guerra, en la ciencia también es necesario conocer en profundidad al ‘enemigo’ y aprender de él para desarrollar proyectos e investigaciones que sirvan a la sociedad. En este sentido, a veces la mejor forma que tienen los científicos de vencer es emplear la misma estrategia que el objeto de estudio utiliza para defenderse.

Así lo demuestra un equipo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMSE-CSIC) y la empresa de electrodomésticos BSH International (Zaragoza), que ha diseñado un revestimiento antibacteriano para proteger las superficies de acero inoxidable de estos agentes patógenos y evitar su propagación.

Nanopartículas

El recubrimiento está formado por filamentos de acero, 1.000 veces más pequeños que la punta de un cabello.

Uno de los problemas habituales de este tipo de superficies es la formación de biopelículas, colonias de bacterias envueltas en una capa protectora que las aglutina y hace muy resistentes a agentes externos, como por ejemplo, algunos productos de limpieza.

Capa protectora

Para evitar la formación de estas biopelículas, los investigadores emplean un recubrimiento formado por estructuras de acero, 1.000 veces más pequeñas que la punta de un cabello, sobre superficies de acero inoxidable. Este material posee multitud de aplicaciones dadas sus propiedades físicas, que evitan el deterioro que habitualmente sufre el metal con el paso del tiempo. Se emplea en cuberterías y menaje, baterías de cocina, paradas de autobús, ascensores, equipamiento para la fabricación de productos alimentarios, entre otros. No obstante, no es infalible: ataques químicos como la exposición a ambientes abrasivos (por ejemplo, la humedad excesiva) o distintos tipos de bacterias pueden dañar el material.

El recubrimiento presenta 5 ventajas:

  • Frena el deterioro de la superficie.
  • Evita la formación de biopelículas bacterianas.
  • Resiste la humedad y la corrosión.
  • Alarga la vida útil del acero.
  • Puede emplearse en el ámbito sanitario para proteger paneles e instrumental médico, y también para desarrollar electrodomésticos y superficies libres de bacterias.

En el estudio publicado en Materials Today Communication, los expertos explican que su objetivo era encontrar una técnica que, por un lado, pudiera emplearse a nivel industrial. “Por otro lado, necesitábamos que nos permitiera crecer las nanopartículas para que adoptaran forma de columna, de modo que evitaran los efectos de la humedad, eliminasen las bacterias de las superficies de acero inoxidable y mantuvieran las cualidades anticorrosivas del acero”, explica a la Fundación Descubre el investigador del ICMSE-SCIC Víctor Rico.

El equipo de investigación del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMSE-CSIC).

Frenan la formación de biopelículas

Luego, una vez desarrollaron este recubrimiento, los expertos probaron la eficacia de las nanopartículas empleando la bacteria Escherichia coli (E.Coli), un microorganismo modelo empleado frecuentemente en investigaciones científicas por lo rápido que crece. Los científicos depositaron este agente patógeno en la superficie y observaron cómo las nanoestructuras frenaban la formación de biopelículas bacterianas.

Por último, los expertos comprobaron que las nanoestructuras eran eficaces ante estos agentes patógenos y la humedad, y además conservaban las propiedades anticorrosivas del acero inoxidable. “Nosotros hemos probado estas técnicas en el laboratorio, pero pueden implementarse en la producción industrial para desarrollar superficies de acero inoxidable mejoradas e inocuas, que sean útiles en ámbitos como el sanitario”, comenta Rico.

Nanopartículas

Las nanopartículas de acero tienen forma de columna.

De este modo, esta capa nanoestructurada cumple la función de defender el acero inoxidable con la misma estrategia que emplean las bacterias para protegerse de agentes patógenos. ¿Quién iba a imaginarse que este método podría emplearse contra ellas? Sun Tzu estaría orgulloso.

Más información en #CienciaDirecta: Diseñan un recubrimiento antibacterias para proteger las superficies de acero inoxidable


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