Científicos del CAB sintetizan en laboratorio polímeros de cianuro que mejoran los modelos de evolución química y presentan un gran potencial en el diseño de nuevos materiales

Imagen SEM de polímeros de cianuro
Imagen SEM (Scanning Electron Microscope, microscopio electrónico de barrido, en inglés) de un polímero de NH4CN sintetizado bajo condiciones de simulación de sistemas hidrotermales. Créditos: L. Hortal, C. Pérez‑Fernández, J.L. de la Fuente, P. Valle, E. Mateo‑Martí y M. Ruiz‑Bermejo.
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Un equipo de investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha realizado un estudio en laboratorio sobre la polimerización de cianuro (HCN) como modelo de una química prebiótica en sistemas hidrotermales, de gran interés astrobiológico. Los polímeros sintetizados presentan, además, interesantes propiedades para el desarrollo de materiales multifuncionales inteligentes.

En el campo de la química prebiótica hay un consenso bastante amplio en que los sistemas hidrotermales en la Tierra primitiva pudieron ser excelentes nichos para la generación de una química orgánica compleja, que finalmente desencadenó la aparición de una bioquímica ancestral. Del mismo modo, en la actualidad, los sistemas hidrotermales son de gran interés en el campo de la exploración planetaria como objetivos astrobiológicos, dada su relación directa con la potencial habitabilidad de las lunas heladas del Sistema Solar debido a la existencia en ellas de probable actividad hidrotermal en océanos subsuperficiales de agua líquida.

Un equipo de investigadores del Centro de Astrobiología (CAB, CSIC-INTA) ha estudiado la polimerización de una molécula extensamente identificada en el Universo, el cianuro de hidrógeno (HCN), mediante la síntesis asistida por microondas, que simula las condiciones de los sistemas hidrotermales. El objetivo del estudio es explorar las posibilidades de este proceso de polimerización como modelo de una química prebiótica en sistemas hidrotermales.

Los resultados del estudio, publicados recientemente en la revista Scientific Reports, son muy interesantes. Los oligómeros/polímeros de NH4CN obtenidos mediante esta síntesis son precursores de varios compuestos bioorgánicos importantes, como aminoácidos, ácidos carboxílicos, un número elevado de N-heterociclos, como hidantoínas, nucleobases, nucleobases no canónicas de un posible mundo pre-ARN, y algunos cofactores.

El estudio ha servido, además, para descubrir potenciales aplicaciones en el campo de la bioingeniería y de la industria textil. Las propiedades finales analizadas indican que estas familias de polímeros son buenos candidatos para el desarrollo de nuevos materiales multifuncionales. En concreto, se identificaron nanofibras, que son interesantes por sus potenciales aplicaciones en el desarrollo de tejidos artificiales o en la producción de ropa deportiva. También se encontraron nanopartículas que podrían ser incorporadas como rellenos en otras matrices para la producción de compuestos con propiedades bactericidas.

Como señala Marta Ruiz-Bermejo, investigadora del CAB y autora principal del estudio, “es muy importante señalar que este estudio es un claro ejemplo de que la investigación básica en astrobiología puede llevar a aplicaciones prácticas como el desarrollo de nuevos materiales e impulsar la investigación de la química del HCN mediante la técnica de síntesis por microondas, aún por explorar en profundidad, pero, como hemos visto, altamente prometedora”.

Fuente: UCC-CAB

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