Plásticos y pinturas con propiedades bactericidas y materiales de construcción altamente resistentes y livianos son algunas aplicaciones con que la nanotecnología da nueva vida a materias primas locales.
Son partículas invisibles al ojo humano, pero pueden generar cambios a gran escala. Empleando cobre y la madera, investigadores en Santiago y Concepción están desarrollando nanomateriales con promisorias aplicaciones.
En 2008 el cobre fue reconocido como el primer metal con propiedades antimicrobianas. En contacto con superficies de cobre o sus aleaciones, el 99% de los principales gérmenes causantes de infecciones intrahospitalarias mueren al cabo de dos horas.
Desde entonces las aplicaciones del metal se han multiplicado en superficies de pabellones y salas de hospitales, pasamanos de escaleras, manillas y sistemas de aire acondicionado.
Esto llevó a investigadores del Laboratorio de Ingeniería de Polímeros de la U. de Chile a buscar la forma de transferir esas propiedades a materiales plásticos explica Humberto Palza, investigador que lideró el proyecto junto a su colega Raúl Quijada.
Empleando nanotecnología —disciplina que trabaja con materiales que miden la millonésima parte de un milímetro— lograron desarrollar nanopartículas de cobre que se agregan como aditivo al proceso productivo de cualquier objeto fabricado con polímeros, «desde un invernadero a una cuchara» ejemplifica Palza. En laboratorio han determinado que la capacidad microbicida de las nanopartículas de cobre es hasta 100 veces mayor que la de una partícula convencional, como las que se emplean en textiles.
La patente de este avance —que contó con financiamiento de Innova-Corfo— se licenció a la empresa tecnológica Plasticopper, que trabaja en el desarrollo de aplicaciones junto a Nanotec.
«Nos interesa principalmente el área médica, pero la tecnología es aplicable a cualquier polímero que pueda transmitir microorganismos, como sillas plásticas, ecocuero, utensilios de uso doméstico… el campo es ilimitado», dice Bárbara Ribbeck, gerente general de Plasticopper.
Actualmente desarrollan una pintura para muros de hospitales. «Esperamos que su poder bactericida dure al menos dos años», señala Katherine Delgado, gerente de I+D de la empresa. También investigan con pinturas electroestáticas, que entregarían capacidad antimicrobiana a superficies metálicas, como manillas de puertas.
Además, están concluyendo el desarrollo de mallas plásticas para salmoneras, que al contener nanopartículas de cobre evitan la acumulación de microorganismos, algas y moluscos. «Hacerlo con mafias de cobre sería impracticable, por el peso y costo que tendrían», dice Ribbeck.
Palza lo corrobora. «El cobre como metal puede ser más efectivo como bactericida, pero tiene limitaciones en cuanto a precio procesabilidad y estética. Los polímeros con nanopartículas de cobre no pretenden reemplazarlo, sino complementar sus beneficios ampliando su uso en un mundo que, para bien o para mal, tiende a lo plástico».
Tejidos de celulosa
El Eucalyptus globulus, una de las plantaciones forestales más abundantes en Chile, no solo tiene aplicaciones como chapas, tableros o celulosa.
Investigadores del Centro de Biomateriales y Nanotecnología (CBN) de la Universidad del Bío-Bío, en Concepción, están utilizándolo como materia prima para la fabricación de nanocelulosa.
Considerado uno de los nuevos materiales más promisorios la nanocelulosa ha mostrado ser 20 veces más resistente a la tensión que el acero, y a la vez cinco veces más liviana que ese metal.
También supera en 3,5 veces la resistencia del kevlar, utilizado en chalecos antibalas, textiles y aplicaciones aeroespaciales.
«Estamos avanzando en el desarrollo de biotejidos, que son películas delgadas tejidas con fibras micrométricas a base de nanocelulosa. El resultado es un material bastante similar a un filme plástico de polietileno, pero con más ventajas», describe William Gacitúa, director del CBN.
Entre ellas se cuentan alta resistencia mecánica, buena aislación térmica y respirabilidad. Todo esto le entrega propiedades que pueden aplicarse en materiales de construcción, revestimientos aislantes, pinturas y barnices más duraderos, y embalajes «verdes» para alimentos.
«Se trata de un material renovable y biodegradable por lo que su disposición final no es un problema» señala Cecilia Bustos, directora de Posgrado del Dpto. de Ingeniería en Maderas de la UBB.
Los investigadores, junto a numerosos estudiantes de posgrado ya han avanzado en la caracterización de las nanopartículas de especies locales y estiman que en 2 a 3 años tendrán prototipos escalables para llegar al mercado.
«Si todo va bien, seremos el primer centro del Hemisferio Sur avanzando en el desarrollo de aplicaciones para la nanocelulosa», dice Gacitúa, cuyo laboratorio ha recibido financiamiento basal de Fondef y trabaja en colaboración con las universidades Católica de Temuco, de Laval (Canadá) y Estatal de Carolina del Norte (EE.UU.).
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