Logran fibras de celulosa más fuertes que el acero

Un equipo de investigación germano-sueco ha ensayado con éxito un nuevo método para la producción de filamentos de celulosa ultrafuertes, que lo son más que el aluminio y el acero a igual peso, y mucho más que todos los demás filamentos artificiales anteriormente conocidos hechos a partir de nanofibrillas de celulosa.

El novedoso método permite hilar filamentos extremadamente resistentes a partir de diminutas fibrillas de celulosa, a base de alinearlas todas en paralelo, durante el proceso de producción.

El logro es obra del equipo de Fredrik Lundell del Centro Wallenberg de Ciencia de la Madera, gestionado conjuntamente por el Instituto Real sueco de Tecnología y la Universidad Chalmers de Tecnología, también en Suecia. Parte del trabajo de investigación y desarrollo se ha llevado a cabo en el Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY, por sus siglas en alemán).

Entre las aplicaciones de éste y otros materiales similares figura la de fabricar con ellos palas de aerogeneradores. Ello será posible mediante mejoras adicionales, en particular una alineación incrementada de las fibrillas. Usar materiales de este tipo en tales turbinas aumentará de manera notable la eficiencia de la energía eólica.

Para sus experimentos, los investigadores han utilizado nanofibrillas extraídas de madera recién cortada. En principio, debería también ser posible obtener fibrillas a partir de papel reciclado, aunque, tal como advierten los investigadores, el potencial del material reciclado en este contexto necesita estudios adicionales que lo validen.

Impresión artística de la producción de fibras de celulosa ultrafuertes: Las nanofibrillas de celulosa fluyen a través de un canal de agua y se ven aceleradas por la entrada de chorros de agua adicionales procedentes de los lados. La aceleración hace que todas las fibrillas se alineen con la dirección del flujo, convirtiéndose el conjunto en una fibra robusta. (Imagen: DESY / Eberhard Reimann)

El nuevo proceso funciona del siguiente modo: Se toman diminutas fibrillas de celulosa, de tamaño nanométrico, y se las encaja junto con agua por un pequeño canal. Dos chorros de agua adicionales, procedentes, perpendicularmente, de derecha e izquierda, aceleran el flujo de las fibrillas. Tras la aceleración, todas las nanofibrillas se alinean más o menos en paralelo con el flujo. Además, se añade sal a los chorros exteriores. La sal hace que las fibrillas se unan entre sí, cerrando por tanto la estructura del futuro filamento.

Finalmente, los filamentos húmedos se dejan secar al aire, donde se encojen hasta formar una fibra fuerte. El secado requiere sólo unos pocos minutos. El material resultante es completamente compatible con la biosfera, ya que se mantiene en las fibrillas la estructura natural de la celulosa. De este modo, es biodegradable y compatible con los tejidos humanos.

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