Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Río Cuarto (UNRC) alcanzó un reconocimiento internacional: un trabajo científico desarrollado en la institución fue elegido para ilustrar la tapa de The Journal of Physical Chemistry B, una de las revistas de referencia mundial en química física y biofísica, editada por la American Chemical Society (ACS).
La investigación aborda la estructura molecular de una mezcla de alcanfor y mentol, dos componentes de origen natural que, combinados en determinadas proporciones, forman un solvente eutéctico profundo natural. El estudio permitió identificar cómo se organizan sus moléculas y qué sucede cuando se incorpora agua al sistema.
El trabajo fue realizado por integrantes del Instituto para el Desarrollo Agroindustrial y de la Salud (IDAS), una dependencia de doble pertenencia CONICET-UNRC. La publicación representa un reconocimiento a la calidad de la investigación científica que se desarrolla en Río Cuarto y a la capacidad de sus equipos para participar en debates de alcance internacional.
La dirección del trabajo estuvo a cargo del doctor en Química Rubén Darío Falcone, quien además se desempeñó como autor de correspondencia. El equipo se completó con los doctores Alejandra González Herrera, Mariano Correa y Fernando Moyano. También participó André Petelski, investigador adjunto del CONICET y perteneciente a la Facultad Regional Resistencia de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN).
Un reconocimiento de alcance internacional
La relevancia del logro tiene dos dimensiones. Por un lado, el artículo superó el proceso de evaluación por pares internacionales necesario para su publicación en una revista de alto prestigio científico. Por otro, fue seleccionado para ocupar la portada de una de sus ediciones, un espacio que la publicación reserva para destacar investigaciones consideradas sobresalientes.
«Que un estudio realizado con el espectrómetro de resonancia magnética nuclear de la UNRC y simulaciones compita en esa primera línea mundial muestra la calidad de la ciencia que se hace en el interior argentino», señaló Falcone.
El investigador también vinculó el reconocimiento con el contexto que atraviesa el sistema científico nacional y advirtió sobre la desfinanciación de la ciencia. En ese sentido, consideró que el resultado demuestra la capacidad de los grupos de investigación del interior del país para producir conocimiento de relevancia internacional, incluso en un escenario adverso.
Además, destacó que la imagen del sistema alcanfor-mentol-agua tendrá exposición ante especialistas de distintos países y contribuirá a dar visibilidad a una temática vinculada con el desarrollo de alternativas químicas más amigables con el ambiente.
Qué descubrieron sobre el alcanfor, el mentol y el agua
El artículo, titulado Las redes persistentes de enlaces de hidrógeno del mentol determinan la estructura y la hidratación de un solvente eutéctico profundo natural hidrófobo: perspectivas a partir de RMN y simulaciones de dinámica molecular del sistema alcanfor-mentol, presenta resultados novedosos sobre la organización molecular de estos materiales.
El estudio se concentra en un solvente eutéctico profundo natural (NADES, por sus siglas en inglés), formado por alcanfor y mentol en proporciones equimolares. Ambos son monoterpenoides de origen natural que, aunque se encuentran en estado sólido a temperatura ambiente por separado, forman una mezcla líquida al combinarse.
Según explicó Falcone, el principal aporte fue caracterizar directamente la estructura líquida, la movilidad molecular y la respuesta al agua de esta combinación. Hasta ahora, los estudios previos planteaban hipótesis sobre las interacciones entre ambos componentes, pero no habían determinado experimentalmente cómo se organizaban a escala molecular.
Uno de los resultados centrales modificó esa interpretación: la red de enlaces de hidrógeno está dominada por las interacciones entre moléculas de mentol, por encima de las que se establecen entre mentol y alcanfor. El orden identificado fue mentol-mentol, mentol-alcanfor y mentol-agua.
Dos técnicas para observar la estructura molecular
Para alcanzar estas conclusiones, el equipo combinó dos herramientas: la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de protones y las simulaciones computacionales de dinámica molecular.
La primera permitió estudiar experimentalmente el comportamiento de los protones y reconocer los entornos moleculares estables. La segunda hizo posible simular el movimiento de los átomos durante 100 nanosegundos y cuantificar los distintos tipos de enlaces de hidrógeno, además de observar cómo se distribuyen las moléculas de agua dentro del sistema.
La coincidencia entre los resultados experimentales y las simulaciones aportó un respaldo complementario a las conclusiones. Entre los hallazgos, los investigadores comprobaron que el agua no se incorpora de manera homogénea al solvente, sino que tiende a agruparse en pequeños conjuntos de moléculas.
A medida que aumenta su presencia, el agua debilita progresivamente los enlaces entre las moléculas de mentol, pero no reemplaza esas interacciones por una red equivalente de enlaces mentol-agua. Cuando se supera determinado nivel de incorporación, el sistema puede separarse en dos fases, aunque los dominios ricos en solvente conservan características de su estructura original.
Aplicaciones y nuevas perspectivas para la química sustentable
El trabajo también aporta conocimientos para el desarrollo futuro de solventes naturales con propiedades controladas. Comprender cómo se organizan sus componentes y cómo responden frente al agua resulta fundamental para diseñar formulaciones adaptadas a diferentes necesidades.
Entre las posibles aplicaciones se encuentran la extracción de sustancias, la disolución de biomasa y la solubilización de principios activos farmacéuticos hidrofóbicos. También podría contribuir al desarrollo de sistemas con menor impacto ambiental y características específicas de solubilidad y estabilidad.
Para Falcone, el conocimiento de la estructura molecular constituye un paso necesario para avanzar desde la descripción de estos materiales hacia su diseño racional. La investigación permite establecer un modelo de referencia para calibrar simulaciones computacionales y desarrollar herramientas predictivas sobre el comportamiento de otros solventes eutécticos.
El equipo también debió superar dificultades experimentales, entre ellas trabajar con la muestra sin disolverla en otros solventes, identificar los límites de incorporación de agua y resolver pequeñas variaciones en las señales de resonancia magnética nuclear.
La publicación en The Journal of Physical Chemistry B posiciona así a los investigadores de la UNRC en un escenario científico internacional y suma un reconocimiento para la producción de conocimiento que se desarrolla en las universidades públicas del interior argentino.
Redacción: con información de UNRCiencia