La definición más aceptada para un nanomaterial se refiere a cualquier material que tenga al menos una dimensión inferior a los 100 nanómetros (nm) de tamaño (por ejemplo, películas delgadas, películas de grafeno…), mientras que las nanopartículas se definen como objetos con sus tres dimensiones menores a 100 nm. A esta escala, las propiedades y funciones de las nanoestructuras a menudo difieren drásticamente de sus contrapartes de mayor tamaño.
La razón es que, al reducir el tamaño de las nanopartículas, se incrementan los efectos de superficie debido a un aumento de la relación entre los átomos en la superficie y el volumen. Además, las nuevas propiedades de las nanopartículas dependen tanto del tamaño como de la forma, ya que un tamaño pequeño a menudo resulta en una mayor reactividad de los átomos en la superficie que contribuyen de manera especial a las características termodinámicas de los sólidos. Su alta relación área superficial-volumen, su superficie moldeable y su multifuncionalidad abren una multitud de nuevas posibilidades para una amplia variedad de aplicaciones en diferentes campos de la ciencia y la tecnología.
La Ingeniería Ambiental no está lejana a la nanotecnología y hay un creciente interés en el uso de los nanomateriales en la recuperación ambiental. Concretamente, estamos investigando el uso de nanopartículas para la reducción de metales, nutrientes y pesticidas presentes en el agua, así como para la reducción de gases de efecto invernadero (CH4 y N2O) presentes en el aire.
También estamos utilizando nanopartículas de hierro para mejorar el proceso de digestión anaeróbica. Específicamente, se ha encontrado que las nanopartículas de hierro pueden aumentar significativamente la producción de biogás cuando se agregan al proceso de digestión anaeróbica en una concentración y tamaño específicos.
Sin embargo, el impacto ambiental de los nanomateriales cuando se liberan en el medio ambiente no está bien determinado. Aquí es donde la nanotoxicología está surgiendo como una nueva disciplina relacionada con la nanotecnología. Estamos trabajando en la determinación de la toxicidad de diferentes nanopartículas mediante el uso de metodologías como pruebas de germinación de semillas, bacterias bioluminiscentes, respirometría aeróbica y pruebas de digestión anaeróbica, entre otras.