Materiales compuestos naturales novedosos basados en fibras vegetales
Los nanomateriales compuestos o nanocomposites consisten normalmente en una matriz polimérica en la que se incorporan nanopartículas a modo de cargas o refuerzos. Las funcionalizaciones de la superficie que se obtienen integrando nanopartículas en la superficie de la matriz son mucho menos comunes. Sin embargo, de manera análoga al modo en que los receptores de superficie celulares aportan una gran cantidad de funciones a las células vivas, las modificaciones superficiales de otros materiales pueden desempeñar un papel importante en la manera en que los materiales compuestos interactúan con otros materiales y sustancias. Los socios del proyecto «Surface functionalisation of cellulose matrices using cellulose embedded nano-particles» (SURFUNCELL) se propusieron desarrollar nanomateriales compuestos naturales novedosos que presentan propiedades especiales en sus superficies. La matriz está formada por el componente principal de las paredes celulares vegetales, la celulosa (un azúcar complejo o polisacárido), y las modificaciones superficiales de la misma consisten en nanopartículas que se incorporan en la matriz y se estabilizan utilizando otros polisacáridos. Es importante destacar que el proceso de producción de estos composites apenas requiere modificaciones de los procedimientos estándar y que la adsorción y fijación de las nanopartículas se hace utilizando métodos sintéticos ecológicos. Los socios de SURFUNCELL ya han publicado veinte artículos científicos en revistas revisadas por pares y han presentado su trabajo más de ochenta veces en diferentes congresos científicos. Los resultados del proyecto abarcan todo el proceso desde la preparación de los polisacáridos y nanopartículas hasta la producción de dispositivos con forma hechos de celulosa. Los investigadores aplicaron la tecnología en varios prototipos experimentales. Por una parte produjeron hilados de fibras de celulosa con propiedades antimicrobianas destinados a ser utilizados en textiles para hospitales, ropa deportiva y el hogar. Los miembros del consorcio también crearon dos prototipos en los que aplicaron los materiales compuestos en membranas de filtro, fibras huecas a base de celulosa que resisten a la suciedad y eliminan del agua potable los peligrosos disruptores endocrinos. Otro prototipo hace hincapié en la utilización de materiales compuestos de celulosa con modificaciones en su superficie como películas de barrera, dando lugar a un material de envasado de alimentos de base biológica con propiedades de barrera mejoradas. Por último, los socios establecieron una línea de producción experimental a gran escala de un prototipo de papel que ofrece una mayor protección frente a la radiación UV utilizando menos energía y menos productos químicos potencialmente dañinos. Gracias a la amplia difusión dada a sus actividades, los científicos de SURFUNCELL han podido desarrollar una plataforma tecnológica completa basada en materiales naturales y procesos de producción ecológicos simples y escalables que además impulsará el descubrimiento de nuevos materiales compuestos. Los prototipos se encuentran en distintas etapas de industrialización y los socios del proyecto esperan que sirvan de inspiración a otros investigadores para desarrollar una lista de aplicaciones en continua expansión.