Objetivos

• La preparación de sistemas uniformes nanoparticulados mediante diversas técnicas, la dispersion de estos en forma de coloides en agua y otros solventes, y su aplicación como agentes de contraste para resonancia magnética, hipertermia y sistemas para la administración dirigida y controlada de medicamentos.
• El desarrollo de materiales compuestos con nuevas o mejores propiedades que las obtenidas con materiales fabricados por metódos tradicionales. En este sentido, el control simultáneo del tamaño (micro y nanoescala), la morfología y la distribución de los múltiples componentes se utilizará como principal herramienta para ajustar las propiedades deseadas segun la aplicacion, para introducir otras nuevas y para establecer relaciones de sinergia entre ellas.
• La utilización de métodos bioinspirados para la preparación de materiales jerárquicos y funcionales con aplicaciones para la biotecnología y los biomateriales. En particular, estamos interesados en el desarrollo de materiales para la regeneración de los tejidos.

Financiación

Proyectos financiados por la Unión Europea

1. Bio-imaging with smart functional nanoparticles (BONSAI, 37639).
Period: 8/11/2006 - 7/11/2009
Financing Agency: UE
Totall amount (euros): 250.000
Project Leader: Veintenillas Verdaguer, S.
Scientists: Tartaj Salvador, P.; Gonzalez Carreño, T.; Serna Pereda, Carlos; Morales Herrero, M.P.

2. Structural ceramic nanocomposites for top-end functional applications (IP NANOKER). (NMP3-CT_2005- 551784).
Period: 23/5/2005 - 22/5/2009
Financing Agency: UE
Totall amount (euros): 11.351.933 (ICMM: 442.295)
Project Leader: Torrecillas San Millan, R.
Scientists: Moya Corral, J.S.; Pecharroman Garcia, C.; Bartolomé Gomez, J.F.; Lopez Esteban, S.
Fellows and Doctoral Students: Esteban Cubillo, A.; Rodríguez Suarez, T.; Gutierrez Gonzalez, C.; Mata Osoro, G.

Proyectos financiados por la industria

1. Agentes de contraste para RMN basados en nanopartículas magnéticas preparadas por métodos no convencionales.
Period: 1/1/2007 - 31/12/2009
Financing Agency: Guerbet
Totall amount (euros): 20.000
Project Leader: Veintemillas Verdaguer, S.
Scientists: Morales Herrero,M.P.; Serna Pereda,CJ.
Fellows and Doctoral Students: Costo Cámara, R.

2. Deposición de nanopartículas en vidrio flotante por pirólisis laser.
Period: 15/5/2008 - 31/12/2009
Financing Agency: Pilkington plc, Inglaterra
Totall amount (euros): 31.100
Project Leader: Morales Herrero, M.P.
Scientists: Serna Pereda, C.J.; Veintenillas-Verdaguer, S.

3. Desarrollo a nivel industrial de lustres para esmaltes sobre gres porcelánicos (DANIEL).
Period: 1/7/2007 - 31/12/2009
Financing Agency: Empresas TOLSA y KERABEN
Totall amount (euros): 6.000
Project Leader: Pecharromán, C.
Scientists: Moya Corral, J.S.; Sanz Lázaro, J.; López Esteban, S.
Fellows and Doctoral Students: Pina Zapardiel, R.

4. Desarrollo y obtencion de nanomateriales innovadores con nanotecnologias orientadas.
Period: 1/1/2007 - 30/12/2010
Financing Agency: Proyecto CENIT-DOMINO con la empresa Tolsa SA
Totall amount (euros): 223.475
Project Leader: Moya, J.S.
Scientists: Pecharroman, C.
Fellows and Doctoral Students: Pina, R.; Esteban., L.

5. Obtencion de sistemas particulados (hodroxiapatito/fosfato calcico)-nAg con actividad bactericida.
Period: 1/1/2007 - 30/12/2010
Financing Agency: Proyecto CENIT-INTERPLANT con la empresa BIOKER RESEARCH S.L.
Totall amount (euros): 25.000
Project Leader: Moya, J.S.
Scientists: Pecharroman, C.; Esteban, L.; Diaz, M.; Barba, M.F.
Fellows and Doctoral Students: R. Pina

Proyectos financiados por diversos organismos: CICYT, SEUID, MEC-MICINN

1. Diseño preparación y caracterización de electrodos de carbono para pilas de combustible (MAT2006-02394).
Period: 1/10/2006 - 30/9/2009
Financing Agency: MYCT
Totall amount (euros): 99.220
Project Leader: del Monte Muñoz de la Peña, F.
Scientists: Ferrer Pla, M.L.; Gutierrez Pérez, M.C.
Fellows and Doctoral Students: Gil Luna, M.D.; Hortiguela, M.J.; Ortega Ascensio, I.

2. Desarrollo a nivel industrial de lustres para esmaltes sobre gres porcelánicos (PET2007_0233).
Period: 12/9/2008 - 11/9/2010
Financing Agency: Ministerio de Ciencia e Innovación
Totall amount (euros): 151.250
Project Leader: Pecharromán García, C.
Scientists: Moya, J.S.; Sanz Lázaro, J.; López Esteban, S.
Fellows and Doctoral Students: Pina Zapardiel, R.

Proyectos financiados por la Comunidad Autónoma de Madrid

1. Materiales avanzados basados en óxidos funcionales: Relación entre tamaño de partícula, estructura y propiedades. (S-0505/PPQ-0316).
Period: 1/1/2006 - 31/12/2009
Financing Agency: CAM
Totall amount (euros): 125.700
Project Leader: del Monte, F.
Scientists: Ferrer Pla, ML; Gutierrez Perez, MC; Nieto Suarez, M.
Fellows and Doctoral Students: Gil Luna, M.D.; Hortiguela Gallo, M.J.

Temas

1. Materiales bioinspirados con aplicaciones en pilas de combustible microbianas
La naturaleza a través de millones de años de evolución proporciona estructuras químicas altamente organizadas que dan lugar a materiales con propiedades optimizadas. Nosotros estamos interesados en el desarrollo de nuevas rutas bioinspiradas de preparación de materiales. En concreto, estamos trabajando en el diseño y preparación de estructuras jerárquicas con una porosidad bimodal (en el rango macro y meso/microporoso) y con nanopartículas de Pt adsorbidas sobre la superficie de estos poros, de forma que puedan ser utilizadas como electrodo de una pila combustible microbiana. La estructura jerárquica que tiene el electrodo ha de favorecer la completa colonización de ésta por las bacterias productoras de hidrógeno, y además, la presencia de un mayor número de centros catalíticos (nanopartículas de Pt) que capten y conviertan ese hidrógeno en energía eléctrica.
1. M. C. Gutierrez, M. L. Ferrer, F. del Monte*. Ice Templated Materials: Sophisticated Structures Exhibiting Enhanced Functionalities Obtained after Unidirectional Freezing and Ice Segregation Induced Self-Assembly. Chem. Mater. 2008 20, 634–648. Review
Proyectos: MAT2006-02394; 200660F0111; 200760I009

2. Materiales jerárquicos bioinspirados para biomedicina
La naturaleza a través de millones de años de evolución proporciona estructuras químicas altamente organizadas que dan lugar a materiales con un diseño optimizado (huesos, dientes o conchas de moluscos, seda, madera, etc…). El desarrollo de nuevas rutas (bioinspiradas) de preparación de materiales está basado en la determinación de las condiciones en las que ciertas especies orgánicas e inorgánicas se autoensamblan para dar lugar a estructuras organizadas. Nuestro trabajo tiene como objetivo el diseño de nuevas rutas bioinspiradas de preparación de materiales híbridos cuya estructura contenga distintos niveles de organización espacial (desde nivel nano a macro). Esta organización jerárquica, donde cada nivel de jerarquía aporta una función, proporciona materiales multifuncionales cuya utilidad ha sido demostrada en biomedicina, en concreto, como sistemas de liberación de fármacos y como soportes en regeneración de tejido óseo.
1. A. Abarrategi, M. C. Gutierrez, C. Moreno-Vicente, M. J. Hortigüela, V. Ramos, J. L. López-Lacomba, M. L. Ferrer, F. del Monte. Scaffolds of Multiwalled Carbon Nanotubes for Tissue Engineering Purposes. Biomaterials 2008, 29, 94-102.
2. I. Ortega, M. Jobbagy, M. L. Ferrer, F. del Monte. Urease functionalized silica: a biohybrid substrate to drive self-mineralization. Chem. Mater. 2008, 20, 7368-7370.
3. M. C. Gutierrez, M. Jobbagy, M. L. Ferrer, F. del Monte*. Enzymatic Assisted Synthesis of Amorphous Calcium Phosphate/Chitosan Nanocomposites and its Processing into Hierarchical Structures. Chem. Mater. 2008, 20, 11-13
Proyectos: 200760I009; 200660F0111;

3. Preparación de nanopartículas magnéticas con aplicaciones biomédicas
El objetivo principal ha sido generar materiales magnéticos nanoparticulados con la composición y propiedades (magnéticas, coloidales y químicas) adecuadas para ser utilizados en biotecnología tanto en aplicaciones in vitro (separación química) como en aplicaciones in vivo (imagen por resonancia y tratamiento de tumores por hipertermia y por administración de fármacos). Para ello, se han desarrollado rutas sintéticas y de procesamiento coloidal novedosas que permiten un riguroso control microestructural de los materiales de interés. En concreto, se han utilizado métodos de síntesis basados en aerosoles (pirólisis térmica y por láser), métodos de nanocasting y métodos basados en la descomposición a alta temperatura de precursores orgánicos en presencia de surfactantes y en para la obtención de materiales de un tamaño y topología dados.
1. A New Method for the Rapid Synthesis of Water Stable Superparamagnetic nanoparticles, Fernando Herranz, Mª Puerto Morales, Alejandro G. Roca, Manuel Desco, Jesús Ruiz-Cabello, Chemistry-A European Journal, 14, 9126-9130, 2008
2. Cytokine adsorption/release on uniform magnetic nanoparticles for localized drug delivery, R. Mejías, R. Costo, A. G. Roca, S. Veintemillas-Verdaguer, M. P. Morales, C. J. Serna, D. F. Barber, Journal of Controlled Release, 130, 168-174, 2008
3. A Facile Synthetic Route for the Preparation of Superparamagnetic Iron Oxide Nanorods and Nanorices with Tunable Surface Functionality, A. F. Rebolledo, O. Bomatí-Miguel, J. F. Marco, P. Tartaj Advanced Materials, 20, 1760-1765 (2008)
Proyectos: Acción Estratégica Nanociencia y Nanotecnologia (NAN2004-08805-C04-01), Ministerio de Educación y Ciencia (MAT2005-03179), la Comunidad de Madrid (S-0505/MAT/0194), Guerbet (Paris)

4. Biocompuestos cerámica-metal con microestructuras complejas a diferentes escalas
Los materiales compuestos pueden presentar propiedades únicas que son imposibles de conseguir con muestras monolíticas. Para alcanzar esas propiedades se requiere un diseño microestuctural ad hoc y rutas de procesamiento específicas. La investigación se basa en la optimización de los parámetros que rigen estas herramientas con el objeto de obtener nuevos materiales que puedan satisfacer demandas más complejas. Se han desarrollado una nueva generación de materiales biocompuestos cerámica-metal micro-nanoestructurados libres de elementos tóxicos con una óptima combinación de propiedades mecánicas, tribológicas y de estabilidad frente al envejecimiento acelerado, utilizando el diseño microestructural basado en la sinergia de mecanismos que actúen a diferentes escalas de integración. De esta manera, se pretende obtener una nueva familia de prótesis con mayor funcionalidad, fiabilidad y menor riesgo de roturas, que dará lugar a implantes más duraderos que incluso superen la expectativa de vida de los pacientes.
1. J. F. Bartolomé, C. F. Gutiérrez-González and R. Torrecillas Mechanical properties of alumina-zirconia-Nb micro-nano hybrid composites Composites Science and Technology Vol. 68, 6, 1392-1398 (2008)
2. C. F. Gutiérrez-González and J. F. Bartolomé Damage tolerance and R-curve behaviour of Al2O3-ZrO2-Nb multiphase composites with synergistic toughening mechanism Journal Materials Research Vol. 23, 2, 570-578 (2008)
3. J. F. Bartolomé, J. I. Beltrán, C. F. Gutiérrez-González, C. Pecharromán, M.C. Muñoz and J. S. Moya. Influence of ceramic/metal interface adhesion on crack growth resistance of zirconia/Nb ceramic matrix composites Acta Materialia Vol. 56, 14, 3358-3366 (2008).
Proyectos: biocompuestos cerámica-Nb: estudio del envejecimiento acelerado y del desgaste en medio biológico 2000860I119. 2008-2009 (Investigador principal: José F. Bartolomé Gómez. Financiación: 30.000 EUROS)