“Obtención de membranas nanoestructuradas a partir de residuos marinos para la degradación de hidrocarburos y contaminantes emergentes. Implementación de un centro computacional de alto rendimiento en el CEMAT - UNI para el estudio y diseño de materiales nanobiohíbridos”

En el Perú en la costa centro y sur se cuenta con grandes extensiones de macroalgas pardas (principalmente) y rojas, varadas, lo que origina la proliferación de insectos, roedores y moscas debido a la putrefacción de estos residuos marinos. Muchos de los pescadores artesanales han encontrado como sustento de vida la recolección y venta de algas rojas/pardas como compost sin valorar los metabolitos de alto valor que presentarían estas fuentes naturales para su aplicación en el sector medioambiente por su versátil uso y bajo impacto ambiental como los nano (bio)híbridos. En ese sentido el problema esta identificado con el aprovechamiento de recursos marinos para su aplicación y obtención de novedosos materiales aplicados al sector medioambiente. El método de investigación empleado será tanto experimental y computacional, implementado a partir de la construcción de un centro computacional de alto rendimiento, permitirá el modelado y la optimización de los procesos experimentales para el desarrollo de nuevas tecnologías como los nano(bio)híbridos capaces de poder degradar contaminantes emergentes (fotocatálisis) y separar hidrocarburos en medios acuosos. Además, como objetivo general se pretende a partir de la alianza de las instituciones UNI, UNITRU y CIMAV implementar un centro computacional de alto rendimiento, para el desarrollo de nuevos materiales con potencial actividad en la remediación ambiental, como es el caso de los nano(bio)híbridos los cuales serán desarrollados tanto teóricamente (modelamiento computacional) como su validación experimental a partir de compositos de biomoléculas, obtenidas de recursos marinos y residuos orgánicos (cáscaras), y nanomateriales (oxido de Grafeno y Nps), desarrollando nanoestructuras mediante la técnica de electrospinning, en donde los materiales obtenidos serán aplicados en la separación de hidrocarburos/agua, así como gracias a sus propiedades electrónicas serán utilizados en ensayos de actividad fotocatalitica para la degradación de fármacos. De esta manera, el proyecto contempla los siguientes objetivos específicos generales: •Recolectar, caracterizar y evaluar la composicional de las fuentes naturales marinas (macroalgas). •Diseñar computacionalmente las biomoléculas y materiales híbridos mediante DFT. •Extraer y caracterizar los polisacáridos obtenidos de las fuentes naturales (macroalgas). •Sintetizar y caracterizar nanomateriales. •Evaluar la actividad óptica, degradabilidad entre otros ensayos mecánicos mediante dinámica molecular y DFT de los materiales modelados. •Obtener y caracterizar los nanomateriales híbridos mediante la técnica de electrospinning. •Evaluar la actividad fotocatalítica para la degradación de fármacos y de separación de hidrocarburos por parte de los nanomateriales híbridos desarrollados. •Difundir y gestionar el cierre del proyecto. Como resultado esperado se pretende obtener novedosos nanomateriales híbridos a partir de la revalorización de residuos marinos con potencial actividad fotocatalítica en la degradación de contaminantes emergentes y en la separación de hidrocarburos, permitiendo desarrollar así artículos científicos de alto impacto (2), tesis de posgrado (2) y difundiendo esta investigación mediante la participación en congresos. El Impacto de los nanomateriales obtenidos tendrán potencial actividad en generar tecnologías alternativas para mitigar el impacto ambiental causado por la contaminación de hidrocarburos y de contaminantes emergentes como fármacos en medios acuosos. Asimismo, el proyecto enmarca un trabajo multidisciplinario de Físicos y Químicos a fin de fortalecer las áreas prioritarias a través del trabajo en conjunto. De esta manera, se busca desarrollar conocimiento a fin de buscar soluciones viables a los problemas medioambientales que vienen causando serios daños al ecosistema mediante un soporte computacional (teórico) para los nanomateriales sintetizados.