Hace ya unos años que el grafeno se popularizó y le dedicamos una serie de entradas en este blog (grafeno I, grafeno II y grafeno III), y aunque aún no disponemos de él en nuestra vida corriente esto no es óbice para que no continúe tanto su desarrollo como el de otros nuevos materiales. Vamos a comenzar una serie en la que vamos a acercarnos a ellos ya que posiblemente formen parte de nuestro futuro.
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Comenzaremos esta serie con la NANOCELULOSA. Se dice de este material que esta llamado a ser el sustituto ecológico del grafeno. Razones no le faltan, su origen vegetal (la pulpa de la madera o cultivos de algas) hace de ella un recurso barato, económico, renovable y de aprovechamiento como subproducto de otros cultivos.
Dependiendo de su modo de obtención y de su configuración posterior nos vamos a encontrar con tres tipos:
MFC (Microfibrillated cellulose): Se obtiene mediante métodos mecánicos, reduciendo el diámetro de las fibras externas. Con esto se logra una estructura en forma de red tridimensional que unida al agua forma enlaces de hidrógeno con ella resultando un gel con una capacidad de absorción que puede llegar a 10.000 veces su propio peso, muy al contrario de su comportamiento sin tratar que es hidrófugo. Si se continúa procesando el MFC hasta romper su estructura dará lugar a una película de celulosa que puede ser útil como revestimiento o como embalaje para productos alimenticios.Es un material pseudoplástico y mientras en condiciones normales es viscoso, se vuelve fluido cuando se agita o comprime. Esto le abre posibles aplicaciones en forma de geles o espumas, e incluso como aditivo bajo en calorías
NBC (Bacterial cellulose):La diferencia radica en su origen. Es producida por varias bacterias, aunque es la Acetobacter xylinum la que más interés industrial presenta. Sus usos en la actualidad son con fines médicos (vendajes en quemados, injertos en huesos, regeneración de tejidos...) como espesante en alimentación, o como membrana acústica en micrófonos o altavoces. Se investiga para poder usarlo en un futuro como base en el papel electrónico, o en la producción de OLEDs en la industria de la iluminación.
NCC (Nanocrystalline cellulose): Se obtiene a través de un proceso de hidrólisis que facilita la liberación de las moléculas cristalinas de la fibra. Cuando la celulosa alcanza cierto grado de cristalinidad presenta mayor resistencia que materiales como el aluminio o la fibra de vidrio. Mediante la elaboración de películas de NCC se va mejorando su resistencia logrando superar al kevlar y al acero inoxidable e igualándose al grafeno, al que pretende sustituir en alguno de su usos:Como blindaje y material de seguridad (chalecos, armaduras...)
Por su elevada transparencia y flexibilidad en la producción de pantallas flexibles y delgadas (Pioneer Electronics está realizando diversas pruebas en este aspecto).
Para la creación de microfiltros para agua, sangre, o incluso en los cigarrillos.
Como sustituto de materiales en la producción de piezas de vehículos.
Y en combinación con el grafeno como baterías flexibles ( a las que dedicaremos próximamente un post)
Fuentes:
Turbak, A.F.; F.W. Snyder, y K.R. Sandberg «Microfibrillated cellulose, a new cellulose product: Properties, uses and commercial potential». A. Sarko (ed.) Proceedings of the Ninth Cellulose Conference
Pablo D. Zavattieri, de la Universidad Purdue en West Lafayette, Indiana
Berglund, Lars. «Cellulose-based nanocomposites». En A.K. Mohanty, M. Misra, and L. Drzal (Eds). Natural fibers, biopolymers and biocomposites. Boca Raton, Florida.
