Jatorri naturaleko polimeroetan oinarritutako nanokonpositeen garapena

Résumé

Durante los últimos años, se ha generado una gran preocupación social debido a la acumulación de plásticos en el planeta con el daño que esto ocasiona en el medio ambiente. Este hecho, junto con la crisis medioambiental global, ha derivado en una mayor concienciación y en el establecimiento de estrategias y estandares orientados hacia un consumo y una economía sostenibles donde se promueve el desarrollo de materiales y productos sostenibles. La mayoría de los plásticos, hoy en día, están constituidos por polímeros de origen petroquímico que no son asimilables por la naturaleza. Por ello, en la última década el interés por la investigación y el desarrollo de polímeros de origen natural y/o biodegradables (biopolímeros) ha crecido considerablemente. Entre los biopolímeros, la celulosa y en concreto la celulosa en su dimensión nanométrica (nanocelulosa) presenta un gran interés debido a su biodegradabilidad, su baja toxicidad y su asequibilidad, pero también por sus interesantes propiedades como una baja densidad y una alta superficie específica y su ámplia capacidad de funcionalización. En concreto, en este trabajo se ha estudidado un derivado de la nanocelulosa (los nanocristales de celulosa NCC) como material base para el desarrollo y caracterización de nuevos nanocomposites con propiedades mejoradas y aplicables en diversos ámbitos (embalaje, medioambiente, energía, biomedicina, sensórica, etc.). De este modo, se han sintetizado films y aerogeles híbridos funcionalizando los cristales de nanocelulosa con distintas nanopartículas metálicas y se han observado modificaciones en las propiedades térmicas, las propiedades ópticas, la mojabilidad, propiedades antibacterianas o su comportamiento en descomposición en condiciones de compostaje, entre otros. Además, se han mejorado las propiedades mecánicas de los aerogeles híbridos mediante el entrecruzamiento de los cristales de nanocelulosa con otro biopolímero, el alginato de sodio, para garantizar los mínimos requerimientos de integridad mecánica en los test de aplicabilidad. El trabajo viene demostrar las posibilidades de customización de la nanocelulosa, a través de la hibridación con nanopartículas de oxidos métalicos y/o otros biopolímeros que permite la obtención de diferentes nanocomposites con potencial aplicabilidad tanto para la sustitución de plásticos convencionales como para su incorporación en soluciones innovadoras para diversos sectores. // Durante los últimos años, se ha generado una gran preocupación social debido a la acumulación de plásticos en el planeta con el daño que esto ocasiona en el medio ambiente. Este hecho, junto con la crisis medioambiental global, ha derivado en una mayor concienciación y en el establecimiento de estrategias y estandares orientados hacia un consumo y una economía sostenibles donde se promueve el desarrollo de materiales y productos sostenibles. La mayoría de los plásticos, hoy en día, están constituidos por polímeros de origen petroquímico que no son asimilables por la naturaleza. Por ello, en la última década el interés por la investigación y el desarrollo de polímeros de origen natural y/o biodegradables (biopolímeros) ha crecido considerablemente. Entre los biopolímeros, la celulosa y en concreto la celulosa en su dimensión nanométrica (nanocelulosa) presenta un gran interés debido a su biodegradabilidad, su baja toxicidad y su asequibilidad, pero también por sus interesantes propiedades como una baja densidad y una alta superficie específica y su ámplia capacidad de funcionalización. En concreto, en este trabajo se ha estudidado un derivado de la nanocelulosa (los nanocristales de celulosa NCC) como material base para el desarrollo y caracterización de nuevos nanocomposites con propiedades mejoradas y aplicables en diversos ámbitos (embalaje, medioambiente, energía, biomedicina, sensórica, etc.). De este modo, se han sintetizado films y aerogeles híbridos funcionalizando los cristales de nanocelulosa con distintas nanopartículas metálicas y se han observado modificaciones en las propiedades térmicas, las propiedades ópticas, la mojabilidad, propiedades antibacterianas o su comportamiento en descomposición en condiciones de compostaje, entre otros. Además, se han mejorado las propiedades mecánicas de los aerogeles híbridos mediante el entrecruzamiento de los cristales de nanocelulosa con otro biopolímero, el alginato de sodio, para garantizar los mínimos requerimientos de integridad mecánica en los test de aplicabilidad. El trabajo viene demostrar las posibilidades de customización de la nanocelulosa, a través de la hibridación con nanopartículas de oxidos métalicos y/o otros biopolímeros que permite la obtención de diferentes nanocomposites con potencial aplicabilidad tanto para la sustitución de plásticos convencionales como para su incorporación en soluciones innovadoras para diversos sectores.