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En los últimos años, los derivados del titanio y el grafeno han atraído más atención en distintos campos debido a sus prometedoras propiedades, como su gran superficie, alta resistencia mecánica, alta movilidad de electrones y conductividad electrónica. La biosíntesis de nanomateriales utilizando una población microbiana ha despertado un notable interés entre los investigadores debido a su fácil procedimiento de manipulación, su eliminación respetuosa con el medio ambiente y su procesamiento posterior mucho más sencillo. El presente libro describe una síntesis microbiana de nanopartículas de dióxido de titanio (TiO2) y de nanohojas de óxido de grafeno reducido (rGO) utilizando hongos aislados en el lago Lonar, Aspergillus eucalypticola SLF1, así como bacterias Bacillus cabrialesii RIRD-SK, en condiciones ambientales, respectivamente. Las láminas esféricas y finas, la nanoestructura porosa y la amplia superficie de los nanomateriales TiO2 y rGO facilitan su uso en aplicaciones antibacterianas, antioxidantes, anticancerígenas, fotocatalizadoras, de detección de glucosa, de conversión de energía y de supercondensadores. Esta investigación ha puesto de relieve el papel crucial de los microorganismos en la síntesis ecológica de nanomateriales de TiO2 y rGO para aplicaciones multidisciplinares. Los resultados aquí presentados serán de utilidad para la comunidad científica.