Nanopartículas de lignina: Una receta sostenible para combinar celulosa con polímeros hidrofóbicos para aplicaciones avanzadas
El equipo de Química de Bioproductos de la Universidad de Aalto (Finlandia) ha diseñado un método sostenible para producir películas celulósicas fuertes y flexibles que mantienen increíblemente su resistencia incluso cuando se mojan.
El material se fabrica mediante una innovadora combinación de polímeros basados en la madera biodegradables, sin ninguna modificación química, aprovechando el máximo beneficio de cada componente. Para los coautores de este estudio, la sostenibilidad es una motivación importante para entender la química de cómo estos materiales podrían funcionar juntos y desarrollar materiales del mañana con la funcionalidad que esperamos hoy.
Los materiales celulósicos, que proceden de las paredes celulares de las plantas, han surgido como atractivos sustitutos sostenibles de los plásticos tradicionales. Sin embargo, la sensibilidad a la humedad de la celulosa y su incompatibilidad con muchos polímeros blandos e hidrofóbicos son retos para su aplicación generalizada.
Desde el punto de vista del diseño de materiales, obtener las ventajas de la celulosa hidrofílica y de los polímeros hidrofóbicos al mismo tiempo sin ningún tratamiento químico de las materias primas es un reto. ¿Pero qué pasaría si pudiéramos diseñar su interfaz con un tercer componente, que tuviera interacciones favorables tanto con la celulosa como con polímeros blandos como la policaprolactona (PCL)? Para lograr este objetivo, el equipo demostró que las nanopartículas de lignina, con su morfología bien definida y sus sitios superficiales activos, pueden interactuar tanto con la celulosa, en este caso las nanofibrillas de celulosa, como con la PCL y actuar como compatibilizante entre la celulosa hidrofílica y la PCL hidrofóbica.
El composite reveló una resistencia en húmedo de hasta 87 MPa, la mayor resistencia en húmedo obtenida para composites celulósicos desarrollados sin ninguna modificación covalente directa de la superficie, ni aditivos sintéticos. Además, esta estrategia añadió funcionalidades adicionales a los compuestos desarrollados, como son la protección contra los rayos UV y las propiedades antioxidantes, lo que los hace interesantes para aplicaciones de envasado.
Para saber cómo se produce este composite con propiedades mejoradas haz click en la fuente.
Fuente: aalto.fi