Les investigadores de l’Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC), del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), en col·laboració amb la Universitat d’Aveiro (Portugal), han desenvolupat una nova família de tensioactius catiònics derivats de l’arginina que destaquen per la seva elevada eficàcia antimicrobiana, la seva capacitat per eradicar biofilms resistents i les seves propietats com a inhibidors de la corrosió.
“L’objectiu del nostre projecte era dissenyar molècules multifuncionals que oferissin una solució eficaç sense comprometre la seguretat ambiental”, expliquen les investigadores principals, M. Teresa García i Lourdes Pérez, investigadores de l’IQAC-CSIC. “Els resultats indiquen que aquests compostos podrien reduir notablement la petjada ecològica de productes químics d’ús quotidià”, aclareixen.
Alternativa sostenible als productes convencionals
A diferència dels tensioactius catiònics tradicionals —basats en amoni quaternari i presents en desinfectants i productes de neteja quotidians, però amb baixa biodegradabilitat i alta toxicitat aquàtica—, aquests nous compostos ofereixen un perfil ambiental molt més favorable. L’arginina, un aminoàcid essencial present de manera natural a l’organisme, proporciona la base per a aquesta innovació. La creixent preocupació per la persistència dels tensioactius tradicionals ha portat diversos països europeus a plantejar restriccions més estrictes, fet que subratlla la urgència d’alternatives sostenibles com aquesta.
Els tensioactius basats en arginina s’han sintetitzat a partir de matèries primeres renovables mitjançant processos respectuosos amb el medi ambient. En els estudis realitzats, s’han avaluat les seves propietats antimicrobianes, el seu impacte ambiental i la seva capacitat per protegir materials de la corrosió. La seva estructura permet ajustar les propietats biològiques i ambientals, optimitzant així l’eficàcia i la sostenibilitat.
Els resultats demostren que aquests tensioactius són biodegradables en condicions aeròbies, amb taxes de biodegradació que superen el 60 % en alguns compostos. A més, presenten una toxicitat aquàtica considerablement menor que els tensioactius d’amoni quaternari, cosa que els converteix en opcions més segures per al seu ús en entorns sensibles.
Des del punt de vista microbiològic, aquests tensioactius mostren una potent activitat antimicrobiana davant d’un ampli espectre de microorganismes, incloent-hi soques resistents com Staphylococcus aureus resistent a la meticil·lina (MRSA) i fongs com Candida albicans. També són capaços d’erradicar biofilms a baixes concentracions, una propietat clau en entorns com sistemes de tractament d’aigua o superfícies mèdiques.
En l’àmbit de la protecció de materials, aquests compostos actuen com a inhibidors de la corrosió en acer al carboni, assolint eficiències de fins al 80 % a concentracions molt inferiors a les requerides pels tensioactius tradicionals.
Tot i que els resultats són prometedors, el repte actual és optimitzar les rutes sintètiques per reduir els costos de producció i facilitar la seva adopció a gran escala. Si es confirma la seva viabilitat industrial, aquests nous tensioactius podrien transformar la manera com desinfectem hospitals, tractem aigües o protegim materials, contribuint a un futur més sostenible.
Aquest treball s’emmarca en el projecte PID2022-136354NB-I00, finançat pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats (MCIU) i l’Agència Estatal d’Investigació (AEI) [10.13039/501100011033], i cofinançat pel Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER). Els resultats s’han publicat en accés obert a les revistes científiques Journal of Hazardous Materials i Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
Teresa García, Ana de la Fuente, Lourdes Pérez, Elena Bautista, Sergio Vázquez, Olga Kaczerewska, Roberto Martins, João Tedim. Ecological assessment and corrosion inhibition potential of noveldouble-chain arginine-based cationic surfactants. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139611.
Zakaria Hafidi, Maria Teresa García, Sergio Vazquez, Marta Martinavarro-Mateos, Anderson Ramos, Lourdes Pérez. Antimicrobial and biofilm-eradicating properties of simple double-chain arginine-based surfactants. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2025.114762