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Viernes, 31 enero 2014
Ciencia de los Materiales

Nanocristales de celulosa, inesperado material ecológico para múltiples usos tecnológicos

Los mismos diminutos cristales de celulosa que dan a los árboles y plantas su alta solidez, peso ligero y resistencia, ahora se ha demostrado que tienen la rigidez del acero.

Los nanocristales de celulosa podrían utilizarse para crear una nueva clase de biomateriales con muchas aplicaciones, como el fortalecimiento de materiales de construcción y de partes de automóviles y otros vehículos.

El equipo de Pablo D. Zavattieri, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana, Estados Unidos, ha realizado cálculos reveladores utilizando modelos precisos basados en la estructura atómica de la celulosa, y los resultados de dichos cálculos indican que los cristales tienen una rigidez (o módulo de elasticidad) de 206 gigapascales, similar a la del acero.

Los nanocristales de celulosa constituyen un material que está mostrando propiedades realmente asombrosas. Además, es abundante, renovable y relativamente barato ya que se produce como residuo en la industria papelera.

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Los nanocristales tienen aproximadamente 3 nanómetros de ancho por 500 nanómetros de largo, o aproximadamente la milésima parte del diámetro de un grano de arena, lo que los hace demasiado pequeños para poderlos estudiar con microscopios ópticos, y resulta difícil medirlos con otros instrumentos de laboratorio.

Los nanocristales de celulosa representan una potencial alternativa ecológica a los nanotubos de carbono para reforzar materiales como el hormigón y los polímeros. Las aplicaciones de biomateriales hechos a partir de cristales de celulosa podrían incluir telas, vendajes y bolsas biodegradables de plástico, baterías flexibles hechas de papel eléctricamente conductor, nuevas tecnologías de administración de medicamentos en el cuerpo, pantallas transparentes y flexibles para dispositivos electrónicos, filtros especiales para la purificación del agua, nuevos tipos de sensores, y memorias de ordenador.

La celulosa podría provenir de una amplia gama de fuentes biológicas, incluyendo árboles, plantas, algas, algunos otros organismos marinos y bacterias que crean una red protectora de celulosa.

En la investigación también han trabajado Fernando L. Dri de la Universidad Purdue, Louis G. Hector Jr. del CSMSL (Chemical Sciences and Materials Systems Laboratory), dependiente de la compañía General Motors, y Robert J. Moon, del Laboratorio de Productos Forestales del Servicio Forestal de Estados Unidos.

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