Biofilms de carragenina semirafinados reforzados con nanocelulosa: modificación de la superficie y caracterización...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ciencias de los Polímeros
• Biotecnología

Sus antecedentes:

• Las crecientes preocupaciones medioambientales exigen alternativas a los plásticos derivados del petróleo.
• Los recursos marinos como las algas marinas ofrecen fuentes renovables de materiales de base biológica.
• Las películas a base de algas a menudo sufren de malas propiedades mecánicas y sensibilidad a la humedad.

Objetivo del estudio:

• Fabricar y caracterizar biopelículas nanoestructuradas a partir de carragenina semirafinada (SRC) reforzada con nanofibras de celulosa (CNF).
• Para mejorar la resistencia mecánica, la resistencia a la humedad y la estabilidad térmica de las películas a base de algas marinas.
• Explorar técnicas de modificación de la superficie para mejorar la hidrofobia y la compatibilidad interfacial.

Principales métodos:

• Extracción de carragenina semirafinada (SRC) de las algas rojas.
• Reforzamiento de SRC con diferentes concentraciones de nanofibras de celulosa (CNF) (0-7% en peso).
• Modificación de la superficie de las biopelículas utilizando trietoximetilsilano (TEMS) para reducir los grupos hidroxilo y mejorar la compatibilidad.

Principales resultados:

• Las biopelículas SRC optimizadas modificadas por TEMS con 5% de CNF lograron una resistencia a la tracción de 45,37 MPa y un módulo de 931,22 MPa.
• El ángulo de contacto con el agua aumentó significativamente a 83,73°, lo que indica una mayor hidrofobia.
• Se observó una mejor estabilidad térmica con una mayor formación de carbón, atribuida a las interacciones intermoleculares mejoradas y al acoplamiento de silano.

Conclusiones:

• Los efectos sinérgicos del refuerzo de la CNF y la modificación de la superficie del TEMS mejoran significativamente las propiedades de la biopelícula.
• Las biopelículas desarrolladas ofrecen una alternativa sostenible prometedora para aplicaciones de envases ecológicos.
• Esta estrategia aborda las limitaciones de las películas a base de algas marinas, allanando el camino para materiales robustos de base biológica.