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NANOFIB — Resultado resumido

Project ID: 203043
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Bélgica

Electrohilado para obtener materiales nanofibrosos avanzados

La posibilidad de hilar fibras de distintas formas y tamaños con una amplia gama de propiedades sería beneficiosa para aplicaciones que van de la administración de fármacos y la ingeniería de tejidos a los textiles de alta resistencia mecánica. Un proyecto financiado con fondos europeos ha realizado una investigación pionera sobre determinados parámetros que pueden influir en la formación y la estructura de las nanofibras.
Electrohilado para obtener materiales nanofibrosos avanzados
El electrohilado es un proceso de creación de nanofibras mediante un chorro cargado eléctricamente de un polímero en solución o fundido. Aunque la configuración del electrohilado es sencilla y económica, se trata de un proceso intrincado que depende de varios parámetros moleculares y de procesamiento.

En el marco del proyecto NANOFIB (Nano fibrous materials - Structure, design and application), un grupo de científicos utilizó tecnologías avanzadas para obtener imágenes y analizar los fenómenos de flujo y transferencia de masa que se producen a las escalas micro y nano. Los investigadores relacionaron luego esos fenómenos con las propiedades de las fibras y la química de la solución polimérica.

El equipo se centró en elucidar mecanismos de inestabilidad que reducen el diámetro del chorro desde las micras a los nanómetros, provocando flexiones o extensiones. Los integrantes del proyecto concluyeron que hay un delicado equilibrio —entre parámetros de la solución polimérica como la tensión superficial, la respuesta viscoelástica o el tiempo de relajación de la carga y las propiedades interficiales de los nanofilamentos líquidos— que mantiene la estabilidad. Además, registraron el tiempo mínimo de medición para que las cadenas poliméricas se relajaran volviendo a sus conformaciones de equilibrio.

La investigación teórica y las actividades experimentales realizadas se tradujeron en una serie de avances pioneros. En particular, mediante el electrohilado de hidrogeles, los investigadores construyeron nanofibras a escalas de longitud que permitirían su uso en ingeniería de tejidos. Además, produjeron nanobastones electrohilados con recubrimientos metálicos que presentaban autopropulsión lateral en soluciones reactivas. También mostraron que la alineación de las nanofibras podría dar lugar a membranas superhidrofóbicas asequibles para la separación efectiva de aceite y agua.

Las fibras electrohiladas a escala nanoscópica pueden tener modos de interacción con otros materiales distintos a los de los materiales a escala macroscópica, lo que abre las puertas a la obtención de productos tecnológicos innovadores. La investigación y los avances del proyecto NANOFIB han generado un rápido progreso en el estado de la técnica.

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Palabras clave

Electrohilado, nanofibra, ingeniería de tejidos, solución polimérica, NANOFIB
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