Desarrollo de materiales biohíbridos funcionales mediante ensamblado de nanofibras de celulosa y sepiolita

Résumé

La preparación de materiales funcionales nanoestructurados bio-híbridos mediante el ensamblaje a escala nanométrica de dos o más tipos de nanomateriales, siguiendo una estrategia de tipo bottom-up, permite crear una nueva nanoarquitectura con propiedades particulares que difieren de las que puedan presentar sus elementos constituyentes como consecuencia de la interacción mutua entre los mismos. La integración de dos tipos de nanofibras de origen natural, como pueden ser las nanofibras de celulosa y de sepiolita, constituye una aproximación muy interesante dado que permite aprovechar la elevada densidad de grupos funcionales de la superficie de ambas. La adecuada integración de ambos tipos de fibras se ha obtenido mediante procesos de homogeneización que ha supuesto el empleo de tratamientos de alta cizalla seguidos de irradiación de ultrasonidos en medio acuoso, consiguiéndose de este modo geles muy estables que pueden ser conformados fácilmente en forma de películas delgadas autosoportadas que pueden considerarse como nanopapel híbrido. Como resultado de la interacción de ambos tipos de fibras, el material final resultante presenta propiedades como por ejemplo modificación del carácter hidrofílico, de las propiedades mecánicas, de la absorción Ultravioleta-Visible, etc., de interés en potenciales aplicaciones. La posibilidad de funcionalización permite añadir nuevas propiedades mediante la incorporación de diferentes tipos de nanopartículas. Así, se han incorporado nanotubos de carbono multipared (MWCNT), que han permitido obtener películas biohíbridas conductoras, que además han demostrado su posible aplicación como sensores de humedad. La incorporación de magnetita, ha dotado de ferromagnetismo al material biohíbrido. La adición de nanopartículas de óxido de zinc ha permitido obtener un material biohíbrido que presenta actividad fotocatalítica para degradación de contaminantes orgánicos. En el proceso de incorporación de nanopartículas se ha vislumbrado el papel que ejerce la presencia de las nanofibras de sepiolita, favoreciendo la integración de las mismas y su estabilidad en el entramado formado por el ensamblado de ambas nanofibras.