- Recientemente fue designado Investigador Nacional Emérito por el SNII

Para el doctor Umapada Pal, crear nanomateriales es casi un arte. No se trata sólo de trabajar con la materia, sino de controlar su tamaño, forma y propiedades a escala nanométrica para que adquiera funciones específicas en áreas como Biomedicina, Química y Electrónica. Esta labor la realiza en el Laboratorio de Nanoestructuras del Instituto de Física “Luis Rivera Terrazas” de la BUAP (IFUAP).

Reconocido como Investigador Nacional Emérito y pionero de la nanociencia y nanotecnología en México, desde los primeros años de su carrera ha dedicado sus esfuerzos a diseñar materiales no sólo novedosos en el laboratorio, sino también con aplicaciones reales en Biotecnología, medio ambiente y Optoelectrónica.

Uno de los campos en los que más ha contribuido es en nanomateriales funcionales, que pueden emplearse, por ejemplo, como biomarcadores para conocer la ubicación exacta de un tumor: “Al colocar nanopartículas en estos biomarcadores es posible visualizar con mayor eficacia dónde están las células cancerígenas”, explica.

Hoy, su equipo busca ir más allá: lograr una “mayor precisión en la detección de tumores pequeños”, combinando tecnologías como ultrasonido, fotoacústica y tomografía en un mismo sistema con procesamiento computacional para obtener imágenes más detalladas.

Las aplicaciones de sus materiales no se limitan al área médica. También se han probado en la identificación de contaminantes y en la llamada terapia fototérmica, donde nanopartículas especiales (plasmónicas y no plasmónicas) absorben luz visible o infrarroja, se calientan y destruyen células malignas sin dañar el tejido sano.

Parte de estos avances han sido posible gracias a colaboraciones internacionales, como con la Universidad Nacional Pukyong, de Corea del Sur, donde se realizan pruebas biomédicas de laboratorio para comprobar su eficacia, obteniendo resultados prometedores.

Con una inclinación por temas vinculados a la Biotecnología y el medioambiente, el doctor Umapada Pal ha realizado trabajos multi e interdisciplinarios con investigadores nacionales, como la doctora Griselda Corro, del Instituto de Ciencias de la BUAP, en proyectos que incluyen nanocatalizadores para producir biodiesel y el desarrollo de un fotocatalizador altamente activo a partir de chatarra de baterías de níquel-cadmio.

Su interés también lo ha llevado a investigar la fotosíntesis artificial, con el objetivo de reducir los efectos adversos del exceso de dióxido de carbono (CO2) en el ambiente, mediante nanocompositos avanzados que lo capturan y almacenan.

Además, colabora con instituciones internacionales como la Jadavpur University, Kolkata (Calcutta), India, en el diseño de materiales para súpercapacitores (almacenador de energía), así como universidades en Italia y en México, como la UNAM, UAM, UAEM y UNISON, entre otras.

El impacto de su trayectoria se refleja en más de 325 artículos publicados en revistas científicas internacionales de alto nivel y cinco patentes en tecnología ambiental. Gracias a su liderazgo, fue nombrado en 2021 como el investigador número uno en ciencia de materiales en México por Research.com, y figura entre el 2 por ciento de los científicos más influyentes del mundo, de acuerdo con la Universidad de Stanford.

Con todo este camino recorrido, el doctor Pal asegura que su pasión por la ciencia sigue tan viva como siempre: “Todavía tengo muchas ideas y mucho que aportar a la universidad”.

- Un trabajo del Investigador Nacional Emérito, Geolar Fetter, de la Facultad de Ciencias Químicas

En el Laboratorio de Materiales Bioactivos de la Facultad de Ciencias Químicas de la BUAP, el doctor Geolar Fetter y su equipo, junto con estudiantes de licenciatura y posgrado, trabajan en el desarrollo de nanomateriales con aplicaciones médicas, ya sea como inhibidores de bacterias y como compuestos con actividad anticancerígena.

Con la experimentación y creación de nanomateriales, como hidrotalcitas o hidróxidos dobles laminares diseñados en este laboratorio, la ciencia abre la puerta a múltiples posibilidades para combinar y producir sustancias que adquieren características únicas y mejoradas, con diversas aplicaciones.

Gracias a su tamaño ─un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro─, los nanomateriales pueden presentar propiedades físicas, químicas y ópticas diferentes a las que tienen en su forma regular. Contrario a lo que se pensaría, poseen una gran área de superficie con relación a su volumen, además de que pueden combinarse o interactuar de manera eficiente con otros elementos.

En el Laboratorio de Materiales Bioactivos una de las líneas de investigación es el desarrollo de nanomateriales, como hidrotalcitas o hidróxidos dobles laminares, los cuales tienen grupos de hidroxilo disponibles y efectivos en Medicina; por ejemplo, en la inhibición de bacterias patógenas como Estafilococo aureus, Escherichia coli y otras que son dañinas para el ser humano, sobre todo las que se encuentran en los hospitales.

Dirigido por el doctor Geolar Fetter, Investigador Nacional Emérito, este proyecto ha dado resultados positivos y es pionero en el estudio y aplicación de estos nanomateriales como fungicidas y bactericidas.

Su trabajo, en cuanto a la síntesis de materiales, ha dado lugar a diversas publicaciones en revistas científicas y a la colaboración con la Universidad de Caxias do Sul, Brasil, en la cual se procede a la caracterización de los nanomateriales como la determinación estructural, del tamaño de las partículas y el tipo de porosidad que él realiza.

Así también, le ha permitido establecer vínculos con instituciones de países como Etiopía, Francia y Argentina, pero con otras líneas de investigación. El doctor Geolar Fetter destacó que los estudiantes de licenciatura en Ciencias Químicas, así como de posgrado siempre participan en los proyectos de investigación, pues su contribución es fundamental para el desarrollo científico en este laboratorio.

Como parte de la innovación en la aplicación de estos nanomateriales, el investigador BUAP propone combinarlos con poliacrilato, el cual se utiliza en la fabricación de ropa interior o protectores para adultos que sufren incontinencia urinaria. Los usuarios de estos pañales o protectores, hechos con un material adsorbente, llegan a presentar lesiones o infecciones bacterianas en la piel por la exposición constante a la humedad que genera la orina.

La propuesta consiste en introducir el nanomaterial bactericida en el poliacrilato para evitar que el usuario se lesione o infecte con patógenos: “Esto generó dos tesis de doctorado; en la primera se estudió el material como agente bactericida contra específicamente la C. ammoniagenes que produce mal olor en la orina; para esto se hizo una composición química especial de este material para probar su eficacia como bactericida, lo que dio buenos resultados”.

La segunda etapa de la investigación, que dio lugar a otra tesis, consistió en desarrollar la adición de este material al poliacrilato y la eficacia de éste, así como sus propiedades.

Otra área de investigación explorada por el doctor Geolar Fetter y su equipo se relaciona con la producción de compósitos, los cuales preparan con hidrotalcitas en forma de nanopartículas, soportadas en otros materiales orgánicos o arcillas, los cuales se emplean como catalizadores para la producción de compuestos con actividad anticancerígena, como los cromenos. Un trabajo que desarrolla de manera conjunta con la Universidad Nacional de Estudios a Distancia, de Madrid, España.

Para comprobar la eficacia de estos compósitos realizaron pruebas in vitro con resultados positivos, además tienen la cualidad de liberar de forma controlada el medicamento. No obstante, el investigador aclaró que hasta el momento su laboratorio se enfoca en mayor medida en la síntesis de los nanomateriales compósitos basados en hidrotalcitas, a partir de reactivos y con un procedimiento químico determinado, pero aún faltan pruebas en animales para conocer si estos nanomateriales pueden generar algún efecto citotóxico.