Biomateriales magnéticos conductores

Crean biomateriales magnéticos y conductores de electricidad

Científicos de la Universidad de Costa Rica aplican un recubrimiento con una sustancia activa que posee las propiedades a transferir

UCR/DICYT En la escuela nos enseñaron que los metales son conductores de la electricidad y que solo algunos de ellos y unas cuantas sustancias son atraídos por un imán. Pero ahora resulta que un pedazo de algodón, cáscaras de piña o de caña también pueden conducir electricidad o pegarse a un magneto. Esto es posible porque científicos de la Universidad de Costa Rica (UCR) le transfieren esas propiedades magnéticas o eléctricas a estos materiales biológicos que generalmente se desechan en la agroindustria.

El proyecto de investigación denominado “Funcionalización de biomateriales lignocelulósicos con materiales conductores de electricidad y nanopartículas magnéticas”, lo desarrolla el Dr. Erick Castellón Elizondo, químico e investigador de la UCR.

El experto explicó que, por medio de un procedimiento físico-químico, se logra que biomateriales como los desechos de piña, palma africana, bagazo de caña, de tornen conductores eléctricos o magnéticos. A este proceso de transferirle las propiedades se le denomina “funcionalizar” el material.

Al material que se quiere “funcionalizar”, se le aplica el recubrimiento con una sustancia activa que posee las propiedades a transferir. En el caso de los materiales conductores, esta sustancia es un polímero, mientras que para los materiales conductores la sustancia funcionalizante, son nanopartículas de óxidos.
Los polímeros son moléculas grandes o macromoléculas compuestas por la unión de otras más pequeñas llamadas monómeros, las cuales se repiten enlazándose a lo largo de toda una cadena.
La unión de estas cientos de miles de pequeñas unidades químicas formando enormes cadenas producen los polímeros que tienen una estructura tal que aportan la propiedad de conducción eléctrica a los biomateriales que recubren.

Explicó el Dr. Castellón que para generar conductividad “ponemos una disolución del monómero en contacto con la fibra vegetal y le echamos otro reactivo, que hace reaccionar a estas moléculas consigo mismas, dando lugar a la polimerización. Es decir que se polimeriza in situ. Conforme se va polimeralizando se va pegando en la superficie de la fibra vegetal”.
En caso de las partículas magnéticas explicó que “se parte de sales de hierro y las partículas se forman por precipitación. Uno las precipita con hidróxido de sodio o soluciones básicas como el amoniaco. De esta manera transformamos las sales de hierro en óxidos de hierro que tienen esas propiedades magnéticas”.
De acuerdo con el investigador “a las nanopartículas magnéticas se les modifica químicamente la superficie con polisacáridos para que sean similares a las fibras vegetales de manera que tengan afinidad química y se peguen firmemente”.

Materiales inteligentes

El Dr. Castellón explicó que en esta etapa de la investigación básica se utilizan materiales y sustancias sencillas sobre las que se tiene mayor control, pero después se pueden aplicar lo resultados a otros materiales.
La investigación podría dar origen a diferentes aplicaciones de estos materiales. Por ejemplo, paneles de construcción que intercepten las señales de celular para erigir paredes o construir muebles para lugares que lo requieran como cárceles o bancos.

De igual forma, se podrá recubrir la madera con un biomaterial conductor de la electricidad para fabricar muebles con superficies iluminadas. O bien fabricar ropa que se ilumine de noche o magnetizadas para portar insignias o símbolos según la ocasión, a manera de materiales inteligentes o “smart materials”. Otra aplicación que se está estudiando es la remediación de aguas contaminadas con sustancias iónicas como el arsénico. Al ser lo iones de estas sustancias de carga negativa, se introduce un biomaterial en el agua cargado positivamente. Como las cargas eléctricas opuestas se atraen, el material adsorbe la sustancia iónica contaminante.
Como vemos, los resultados de esta investigación podrían tener un impacto muy positivo en el medio ambiente, ya que además de descontaminar aguas, los materiales estarían confeccionados de desechos agroindustriales, por lo que se eliminaría un residuo más y serían de muy bajo costo.

Además, no serían contaminantes del ambiente, ya que son biomateriales de origen vegetal, los cuales son renovables.

En nuestro país se producen gran cantidad de desechos orgánicos de la industria agrícola y maderera, de los cuales la mayor parte se desechan en lugar de aprovecharse.

Esta investigación es parte del trabajo científico que realiza el grupo de Biotecnología y Tecnología Química (BCT Group) de la Escuela de Química, cuyos proyectos se encuentran inscritos en la Vicerrectoría de Investigación de la UCR.

Fuente: dicyt.com