Preventing biodeterioration of cultural heritage using nanostructured materials

Franco Castillo, Isabel
George Mitchell, Scott (dir.) ; Martínez De La Fuente, Jesús (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2022

Resumen: El biodeterioro del patrimonio artístico y arquitectónico representa un problema grave y recurrente para museos, autoridades locales y coleccionistas privados, donde un daño irreparable en ciertos objetos puede ocasionar grandes pérdidas para nuestro patrimonio cultural. El objetivo general de esta tesis es diseñar una gama de materiales nanoestructurados con propiedades antimicrobianas modulables, que puedan ayudar a prevenir el biodeterioro del patrimonio cultural. Para lograr este objetivo, se han sintetizado nanopartículas de óxido de magnesio (MgO NPs) y líquidos iónicos de polioxometalatos (POM-ILs). Las MgO NPs (10-12 nm de diámetro), sintetizadas mediante un método sol-gel, se han utilizado como un recubrimiento protector en muestras de papel del siglo XVIII d. C. Ensayos in vitro demostraron la actividad antimicrobiana de las MgO NPs frente a dos bacterias (E. coli y B. subtilis) y tres mohos (A. niger, C. cladosporioides y T. reesei). Además, las MgO NPs no solo inhiben el crecimiento bacteriano y fúngico sobre el papel, sino que también inhiben la actividad celulasa de T. reesei y A. niger, evitando así su degradación. Por otro lado, tres POM-ILs (basados en el polioxometalato monolacunar tipo Keggin [¿-SiW11O39]8- combinado con tres cationes diferentes) se han utilizado para proteger diferentes tipos de materiales de construcción (de base mineral) de la colonización microbiana. Se ha estudiado la actividad antimicrobiana de amplio espectro del POM-IL DOTMG-1 frente a bacterias no patógenas (E. coli DH5-¿, B. subtilis), bacterias patógenas (VTEC, L. monocytogenes), mohos ambientales (A. niger, C. cladosporioides) y mohos alimentarios productores de micotoxinas (A. ochraceus, P. expansum), obteniendo actividad biocida a baja concentración. El POM-IL 1 y POM-IL 2 se utilizaron como recubrimientos antimicrobianos en piedra caliza para limitar el crecimiento de lampenflora, siendo más efectivos que el compuesto comercial Preventol RI80 frente a dos cepas de algas aisladas de los bajorrelieves de la bodega de Champagne de Pommery, P. monallantoides y C. zofingiensis. También se estudió la actividad antifúngica de diferentes POM-ILs para erradicar la contaminación por moho en muestras de ladrillos históricos. A la vista de estos resultados, se puede concluir que tanto las MgO NPs como los POM-ILs son compuestos prometedores para la conservación del patrimonio cultural, ya que se pueden aplicar como recubrimientos incoloros sin modificar la apariencia estética de los materiales, y que presentan actividad antimicrobiana de amplio espectro, evitando así la colonización microbiana de la superficie.


Resumen (otro idioma): 

Pal. clave: microbiología ; bacterias ; hongos

Titulación: Programa de Doctorado en Bioquímica y Biología Molecular

Plan(es): Plan 485

Área de conocimiento: Ciencias

Nota: Presentado: 07 10 2022

Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2022