Gobiernos e investigadores de todo el mundo se enfrentan actualmente a diversas problemáticas ambientales como la contaminación y el calentamiento global. En un plazo de 40 a 50 años, se espera que la temperatura superficial media mundial aumente entre 1,5 y 2 °C. Si esta tendencia persiste, el próximo siglo será inadecuado para la vida en la Tierra (Chausali et al., 2023). Se han examinado una amplia gama de materiales nanoestructurados, como marcos orgánicos metálicos (MOF), materiales carbonosos nanoporosos, nanosílices, nanozeolitas, nanomateriales funcionalizados y nanocompuestos, que se examinan en detalle por su capacidad para capturar los gases de efecto invernadero y diversos contaminantes (Subramanian et al., 2020). Entre tanto, la nanobiotecnología es un nuevo campo de investigación que combina la nanotecnología y la biotecnología, aplicando los nanomateriales y la biorremediación como técnicas para la descontaminación de residuos; esto implica el uso de organismos para eliminar o neutralizar los contaminantes de un lugar determinado (Tripathi y Prakash, 2022).

La nanotecnología es la ciencia que estudia cómo funcionan los materiales a nivel molecular o subatómico. La manipulación de partículas de tamaño inferior a 100 nanómetros (un nanómetro es una mil millonésima parte de un metro), está relacionada con la creación de materiales o dispositivos de ese tamaño, que son invisibles para el ojo humano. Los nanomateriales son clasificados en inorgánicos o duros, orgánicos o blandos y combinados (de Ariño, 2018). Otros de los que se están desarrollando actualmente están basados en carbón como el grafeno; estos tienen características ópticas únicas, excelente biocompatibilidad, bajo costo, fácil modificación y funcionalización, y tienen un gran potencial para un amplio espectro de aplicaciones. Se han discutido varios tipos de tecnologías de captación solar modernas que utilizan los nanomateriales con éxito. Los nanomateriales se han utilizado en una variedad de dispositivos para mejorar la eficiencia energética, como colectores solares, pilas de combustible, fotocatálisis y sistemas solares fotovoltaicos (Abdin et al., 2013).

Las aplicaciones para la salud y medicina han sido uno de los grandes ejes sobre los cuales se ha desarrollado la nanotecnología. Esto se debe a que, la atención médica es un derecho humano básico. Uno de los desafíos que se han abordado es la incapacidad del cuerpo humano para absorber toda la dosis de un medicamento (Anjum et al., 2021). Los científicos pueden usar la nanotecnología para asegurarse de que las medicinas sean liberadas en áreas específicas del cuerpo con mayor precisión (Cohen-Erez et al., 2019). Otra de las aplicaciones que está generando gran impacto en el campo es el desarrollo de bionanosensores en los campos de la biomedicina y la atención sanitaria debido a su amplio uso en la atención clínica, la medicina. Algunas de sus múltiples aplicaciones son el diagnóstico de enfermedades (Mohankumar et al., 2021).

El aumento de la población en el mundo hace que crezca la demanda de alimentos y otros insumos agrícolas. Por lo tanto, el mayor desafío que enfrentan los investigadores agrícolas en la actualidad es innovar y generar nanotecnología para producir la cantidad y calidad de comida suficiente para alimentar a todos sin comprometer la salud del suelo y los agroecosistemas. Algunos desafíos son el control de patógenos, aumentar la seguridad alimentaria y minimizar el desperdicio de alimentos. Se han desarrollado aplicaciones en este campo como nanosensores con aplicaciones en el campo y la poscosecha, bionanofertilizantes, nanofertilizantes, nanobiopesticidas y sistemas nanointeligentes (Medina-Pérez et al., 2019; Wang et al., 2022; Dadmehr et al., 2022).

Conferencias magistrales sobre energía y nuevos materiales.

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• Abdin, Z., Alim, M. A., Saidur, R., Islam, M. R., Rashmi, W., Mekhilef, S., & Wadi, A. (2013). Solar energy harvesting with the application of nanotechnology. Renewable and sustainable energy reviews, 26, 837-852. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.023
• Anjum, S., Ishaque, S., Fatima, H., Farooq, W., Hano, C., Abbasi, B. H., & Anjum, I. (2021). Emerging applications of nanotechnology in healthcare systems: Grand challenges and perspectives. Pharmaceuticals (Basel, Switzerland), 14 (8), 707. https://doi.org/10.3390/ph14080707
• Chausali, N., Saxena, J., & Prasad, R. (2023). Nanotechnology as a sustainable approach for combating the environmental effects of climate change. Journal of Agriculture and Food Research, 12 (100541), 100541. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2023.100541
• Cohen-Erez, I., Issacson, C., Lavi, Y., Shaco-Levy, R., Milam, J., Laster, B., Gheber, L. A., & Rapaport, H. (2019). Antitumor effect of lonidamine-polypeptide-peptide nanoparticles in breast cancer models. ACS Applied Materials & Interfaces, 11 (36), 32670–32678. https://doi.org/10.1021/acsami.9b09886
• Dadmehr, M., Korouzhdehi, B., Hosseini, M. (2022). Nanotechnology in Food Security and Quality. In: Chandra, P., Panesar, P.S. (eds) Nanosensing and Bioanalytical Technologies in Food Quality Control. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-16-7029-9_6
• de Ariño Otxoa, Amaia. (2018). Nanotecnología y seguridad alimentaria. Nutrición Hospitalaria, 35 (n.° extra. 4), 146-149.
• Medina-Pérez, G., Fernández-Luqueño, F., Campos-Montiel, R. G., Sánchez-López, K. B., Afanador-Barajas, L. N., & Prince, L. (2019). Nanotechnology in crop protection: Status and future trends. Nano-biopesticides today and future perspectives, 17-45.
• Mohankumar, P., Ajayan, J., Mohanraj, T., & Yasodharan, R. (2021). Recent developments in biosensors for healthcare and biomedical applications: A review. Measurement, 167, 108293.
• Subramanian, K. S., Karthika, V., Praghadeesh, M., & Lakshmanan, A. (2020). Nanotechnology for Mitigation of Global Warming Impacts. Global Climate Change: Resilient and Smart Agriculture, 315-336.
• Tripathi, A., & Prakash, S. (2022). Nanobiotechnology: Emerging trends, prospects, and challenges. Agricultural Nanobiotechnology, 1-21
• Wang, D., Saleh, N.B., Byro, A. et al. (2022). Nano-enabled pesticides for sustainable agriculture and global food security. Nat. Nanotechnol. 17, 347–360 https://doi.org/10.1038/s41565-022-01082-8

Energía y nuevos materiales

• 8:30 a. m. Bienvenida
• 9:00 a. m. Conferencia magistral
• 10:00 a. m. - 12:00 m. Ponencias

Ambiente y cambio climático

• 2:00 p. m. Conferencia magistral
• 3:00 p. m. Ponencias
• 5:00 p. m. Sesión de pósteres

Salud

• 8:30 a. m. Bienvenida
• 9:00 a. m. Conferencia magistral
• 10:00 a. m. - 12:00 m. Ponencias

Agro y seguridad alimentaria

• 2:00 p. m. Conferencia magistral
• 3:00 p. m. Ponencias
• 5:00 p. m. Sesión de pósteres
• 6:30 p. m. Cierre (copa de vino)

Ph. D. Meikun Fan

Southwest Jiaotong University, China

Conferencia (en inglés): Surface enhanced Raman scattering, from single chemical analysis to complex sample differentiation.

Licenciado en Educación Química por la Southwest Jiaotong University de China y doctor en Química Analítica por la University of Victoria de Canadá, ha desarrollado una destacada trayectoria como investigador académico en la Southwest Jiaotong University, contribuyendo significativamente a la investigación en límite de detección y química.

Su proyecto de investigación se centra principalmente en la fabricación, modificación y autoensamblaje de nanopartículas metálicas para aplicaciones de espectroscopia vibracional de superficie mejorada y resonancia de plasmón de superficie localizada. Específicamente, su grupo de investigación ha desarrollado diversos sustratos SERS que se utilizan en la monitorización medioambiental. Recientemente, ha dedicado su esfuerzo a combinar el aprendizaje automático con la espectroscopia Raman mejorada por superficie para resolver los desafíos relacionados con la trazabilidad de contaminantes.

Universidad del Rosario, Colombia

Conferencia: Microscopía túnel y nuevos materiales.

Licenciado en Física por la Universidad de los Andes y doctor en Física de la Materia Condensada y Nanotecnología por la Universidad Autónoma de Madrid, España, se desempeña como profesor principal en la Facultad de Ingeniería, Ciencia y Tecnología de la Universidad del Rosario. Es experto en microscopía de sonda de barrido.

Resumen de la conferencia:

En esta conferencia, el experto abordará la técnica de microscopía de efecto túnel y detallará el proceso de desarrollo de uno de estos equipos en Colombia. Durante la presentación, se ilustrará cómo esta herramienta se emplea en la investigación de diversas propiedades de la materia, con perspectivas prometedoras y su potencial incorporación en dispositivos electrónicos. Además, se expondrán investigaciones centradas en el material superconductor URu2S2, que presenta pozos cuánticos y lo convierte en un candidato viable para aplicaciones computacionales. Asimismo, se explorarán los estudios sobre estados multiferroicos en el material bidimensional WSe2 y sus posibles aplicaciones en el contexto científico y tecnológico.

Palacký University Olomouc, República Checa

Conferencia (en inglés): Iron nanoparticles for water treatment: summary of more than 15 years experience.

Licenciado y doctor en Mineralogía por la Masaryk University de Brno, República Checa, con una destacada tesis centrada en la química cristalina de minerales de borosilicato y los defectos de OH en minerales nominalmente anhidros. Actualmente, ocupa el cargo de investigador principal y lidera el grupo de Nanotecnologías medioambientales en el Centro Regional de Tecnologías y Materiales Avanzados de la Facultad de Ciencias de la Palacký University Olomouc, República Checa.

Resumen de la conferencia:

Las partículas Nanoscale Zero-Valent Iron (nZVI) han sido objeto de interés durante más de dos décadas debido a su alta reactividad y su potencial como una innovadora herramienta en la remediación de aguas subterráneas en tecnologías de tratamiento avanzadas. En la Palacký University Olomouc, se llevan a cabo investigaciones que abarcan múltiples aspectos de las nZVI, desde la síntesis y modificación de superficies hasta el estudio de sus transformaciones químicas, la formación de nanocompuestos y la evaluación de su reactividad. Además, se exploran sus posibilidades de combinación con otros procesos de remediación, así como su impacto en la toxicidad y su destino en el medio ambiente.

Estas partículas nZVI, producidas a nivel industrial, se han aplicado con éxito en numerosos ensayos de campo y proyectos de remediación a gran escala, contribuyendo a la restauración de sitios contaminados y la recuperación de aguas subterráneas. La presentación también incluirá una visión de las perspectivas futuras y las líneas de investigación en curso relacionadas con las nZVI.

Universidad Central, Colombia

Conferencia: Bionanotecnología para la remediación de ecosistemas contaminados con metales pesados.

Bióloga con maestría en Ciencias Biológicas y doctorado en Biotecnología Ambiental, la Profesora Asociada de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Básicas de la Universidad Central cuenta con una experiencia de 25 años en la institución. Actualmente, ocupa el rol de Coordinadora Científica del proyecto Clúster de Investigación en Ciencias y Tecnologías Convergentes NBIC (Nano, Bio, Info, Cogno), encargada de fomentar la investigación interdisciplinaria e interinstitucional en este campo. Su experiencia abarca la ejecución de proyectos de remediación de agua y suelo contaminados por metales pesados, originados en actividades mineras y de curtiembres.

Resumen de la conferencia:

La presencia de metales pesados en diversos ecosistemas representa uno de los desafíos ambientales más apremiantes en Colombia. Aspectos como el uso de mercurio en la extracción de oro, la emisión de hierro, manganeso, zinc y arsénico en los drenajes ácidos de minas, así como la alta concentración de cromo en los vertimientos de las curtiembres, han provocado que los niveles de metales pesados superen los límites permitidos por las autoridades ambientales en matrices como el agua y el suelo, impactando negativamente en la biota y la salud humana.

Durante el congreso, se compartirá la valiosa experiencia del grupo de investigación Bioingeniería, nanotecnología y transferencia de conocimiento en la creación de técnicas de bionanorremediación para la inmovilización de metales pesados en agua y suelo. Los resultados exitosos de esta investigación, realizada tanto en laboratorio como en el campo, tras 15 años de trabajo, serán destacados en la presentación.

nstituto Distrital de Ciencia, Biotecnología e Innovación en Salud (IDCBIS), Colombia

Conferencia: Estrategias de modificación molecular para la generación de nanopartículas biológicas con potencial aplicación terapéutica.

Médico graduado de la Universidad Nacional de Colombia y con un Ph.D en Medicina Molecular de la Escuela de Medicina de Hannover, ha llevado a cabo estudios postdoctorales en el departamento de Hematología y Oncología de la misma institución, donde formó parte del grupo de Terapia celular linfática.

Desde el año 2015, se desempeña como líder de la Unidad de Terapias Avanzadas en el Instituto Distrital de Ciencia, Biotecnología e Innovación en Salud (IDCBIS) en Colombia. Su principal área de investigación se centra en el desarrollo de terapias avanzadas para la regeneración del sistema inmunológico en el contexto de trasplantes de células hematopoyéticas y tratamientos contra el cáncer.

Adicionalmente, lidera proyectos de investigación y desarrollo de productos médicos innovadores basados en tecnologías avanzadas de terapia celular y génica. Estos proyectos incluyen el proceso de escalamiento clínico y la obtención de autorizaciones para su uso en pacientes colombianos que padecen enfermedades como el cáncer o enfermedades autoinmunes.

Universidad de la Sabana, Colombia

Conferencia: Nanobiosensores como Point of Care en la medicina personalizada

Química farmacéutica graduada de la Universidad Nacional de Colombia, con un Ph.D. de la Eberhard Karls Universität Tübingen, Alemania y experiencia posdoctoral en la Universidad Nacional de Colombia. Actualmente, ejerce como profesora en la Facultad de Medicina y lidera el grupo de investigación Evidencia terapéutica en la Universidad de La Sabana.

Resumen de la conferencia:

El desenlace clínico favorable de los pacientes constituye un pilar fundamental para brindar una atención de salud de calidad, y esto es facilitado por el trabajo de los profesionales de la salud. El monitoreo terapéutico de una terapia farmacológica (TDM), la evaluación de la progresión de enfermedades, la predicción de biomarcadores de diagnóstico y el análisis de datos en tiempo real, se traducen en la posibilidad de ofrecer una medicina altamente personalizada a los pacientes. En este contexto, el desarrollo de sistemas inteligentes y a medida para evaluar una amplia gama de parámetros biológicos, incluso a nivel molecular de biomoléculas, ha permitido la creación de dispositivos que pueden utilizarse directamente en el entorno del paciente.

Los nanobiosensores, como ejemplos destacados de estos dispositivos, son capaces de convertir o transducir las interacciones biológicas en señales cuantificables. Dependiendo de los sistemas de transducción empleados, los nanobiosensores pueden caracterizar diversos parámetros biológicos en pacientes, así como ser herramientas valiosas en investigaciones de laboratorio que involucran cultivos celulares, caracterización de medicamentos biológicos, y análisis de la expresión de proteínas, entre otros usos.

Esta conferencia tiene como objetivo principal presentar los avances en el desarrollo de nanobiosensores y su aplicación en el tratamiento de enfermedades crónicas, que suelen tener un impacto significativo en los costos del sistema de salud. Además, se destacará la contribución del grupo de investigación Evidencia terapéutica en la creación y caracterización de nanobiosensores aplicables en el ámbito clínico, subrayando la importancia de la colaboración interdisciplinaria entre biotecnólogos, biólogos, clínicos, ingenieros y otros profesionales en esta área de investigación convergente.

Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México

Conferencia: Ensayo in vitro de la digestibilidad ruminal del forraje de plantas pasto (Festuca arundinacea Schreb) acondicionado con nanopartículas de Selenio.

Ingeniera agroindustrial y magíster en Ciencias de los Alimentos de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH). Doctora en Ciencias del Programa de Desarrollo Científico y Tecnológico para la Sociedad con énfasis en Nanotecnología Agrícola del Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV-IPN).

Su destacada trayectoria la ha llevado a ser miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), con ingreso reciente en la categoría de candidato. Actualmente, se desempeña como profesora e investigadora de tiempo completo en el área académica de ingeniería agroindustrial e ingeniería de alimentos en el Instituto de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, donde también asume la responsabilidad de coordinadora general de extensión del instituto.

Resumen de la conferencia:

La ganadería extensiva es una fuente significativa de emisión de gases de efecto invernadero (GEI). Se ha explorado el potencial de las nanotecnologías para abordar esta problemática y sus efectos en la mitigación del cambio climático. Adicionalmente, los alimentos balanceados han incorporado selenio en las dietas de rumiantes a gran escala. En este contexto, se llevó a cabo un estudio para evaluar el impacto de la biofortificación foliar con nanopartículas de selenio (en concentraciones de 0, 1.5, 3.0 y 4.5 ppm) en la especie forrajera Festuca arundinacea Schreber.

El estudio se enfocó en parámetros fenológicos, características fisicoquímicas, contenidos de compuestos bioactivos y actividad antioxidante. También se analizó la digestibilidad in vitro y se cuantificó la producción de gases de efecto invernadero, incluyendo metano, junto con otros parámetros de digestión. Los resultados más destacados se observaron en los tratamientos con aplicaciones foliares de 3.0 y 4.5 ppm, evidenciándose mejoras en el tamaño de raíz y altura del pasto, mayor contenido de selenio, fenoles totales y flavonoides totales, así como una mayor digestibilidad in vitro y una reducción en la producción total de gas y metano. Estos hallazgos sugieren que la biofortificación con nanopartículas de selenio podría ser una estrategia prometedora para mejorar tanto las características del cultivo de Festuca arundinacea como su sostenibilidad ambiental al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.

Universidad de la Ciénega del Estado de Michoacán de Ocampo (UCEMICH), México

Conferencia: Aportes de la bionanotecnología en la agricultura: aplicaciones innovadoras.

Química farmacéutica bióloga egresada de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Guanajuato, con una maestría en Biología Experimental y un doctorado en Ciencias Médicas de la misma institución. Actualmente, ocupa el cargo de profesora titular e investigadora en la Universidad de la Ciénega del Estado de Michoacán, donde se desempeña en el ámbito de la ingeniería en nanotecnología. Su labor académica abarca la docencia, tutoría, divulgación científica, investigación y gestión académica, incluyendo la enseñanza de materias como Nanotoxicología, Biología Celular y Molecular, Bioquímica, Ciencias de la Vida y TICs.

Resumen de la conferencia:

La bionanotecnología está causando una auténtica revolución en múltiples áreas y disciplinas, incluyendo la agricultura. Durante esta charla, se presentarán avances y aplicaciones innovadoras que ofrecen soluciones a diversos desafíos que afectan a los cultivos. La manipulación de materiales a escala nanométrica posibilita la creación de bionanomateriales a partir de fuentes biológicas renovables, lo que promueve una agricultura más sostenible y eficiente. En combinación con la química verde, esta tecnología ofrece propuestas de síntesis más respetuosas con el medio ambiente.

Los bionanomateriales presentan numerosas ventajas, desde la liberación controlada de nutrientes y pesticidas hasta la mejora de la eficiencia en la captura de energía solar y la detección temprana de enfermedades en los cultivos. Asimismo, la bionanotecnología abre nuevas posibilidades en términos de nutrición de plantas y técnicas de mejoramiento genético más precisas. Esta presentación destacará cómo la bionanotecnología está transformando la agricultura, mejorando significativamente la productividad y sostenibilidad en este campo.