La última década ha visto un aumento de publicaciones científicas y patentes sobre celulosa, el polímero natural más abundante. Al revisar estos artículos, Un investigador del Departamento de Diseño Gráfico y Proyectos de Ingeniería de la UPV / EHU ha explorado el nivel de desarrollo de materiales nanohíbridos a partir de nanocristales de celulosa combinados con partículas orgánicas e inorgánicas. La revisión se centra en los métodos de fabricación, tipos de nanohíbridos creados, y sus aplicaciones.

Erlantz Lizundia-Fernandez, que imparte clases en el Departamento de Diseño Gráfico y Proyectos de Ingeniería de la UPV / EHU, trabaja con polímeros renovables. “Buscamos impulsar la economía circular por lo que utilizamos materiales renovables para sustituir las aplicaciones que actualmente provienen del petróleo, o, por ejemplo, por lo que pueden utilizarse para sustituir elementos escasos como el litio o el cobalto. Mi investigación se centra en la celulosa, y de todos los tipos de celulosa, He trabajado principalmente con nanocristales, " él dijo.

Como experto en el tema, Lizundia ha revisado junto con otros tres investigadores de Italia y Canadá los principales desarrollos y avances que han surgido recientemente en el área de los nanocristales de celulosa. “Existe una gran cantidad de trabajos de investigación que explican la síntesis de materiales de este tipo y que están orientados a lo que se conoce como prueba de concepto, en otras palabras, para mostrar que se pueden utilizar para una aplicación específica. Los nanocristales de celulosa se han utilizado ampliamente para fortalecer mecánicamente polímeros. Sin embargo, apenas existen trabajos que cataloguen y expliquen las aplicaciones de los materiales híbridos producidos con nanocristales de celulosa. Esto es lo que hemos aportado:hemos descrito el estado del arte en esta área de conocimiento realizando una revisión en profundidad de los trabajos publicados al respecto, "explicó el investigador.

Los cristales de celulosa se pueden extraer de cualquier objeto que contenga celulosa, ya sea un árbol o un periódico, y estos cristales se utilizan como base, como una matriz, para producir materiales multifuncionales hibridando con otros componentes, como nanopartículas de óxido metálico, nanopartículas de carbono u otras de origen natural. Los materiales creados tienen numerosas propiedades interesantes:son renovables y biodegradables, se pueden obtener de forma sencilla y rentable, ofrecen una gran flexibilidad, son de baja densidad y alta porosidad, y tener excelente mecánica, propiedades térmicas y físico-químicas, entre otras cosas. En el análisis, exploraron en profundidad tres aspectos de los materiales híbridos:el proceso de fabricación mediante el cual se forman, los tipos de materiales híbridos producidos, y las aplicaciones para las que se utilizan.

Una gran cantidad de aplicaciones en ingeniería y medicina.

Lizundia y los otros investigadores revisaron los métodos de fabricación utilizados para formar materiales híbridos con una variedad de morfologías y formas. "El método más utilizado es el más simple de todos, “decían en el artículo:los nanocristales de celulosa y los demás elementos destinados a formar el material híbrido se mezclan en una solución; esta solución se decanta sobre una superficie y se deja evaporar el agua”. Mediante esta técnica los nanocristales de celulosa producen estructuras en forma de hélice, estructuras nemáticas quirales. "La característica especial de estas estructuras es que proporcionan al material un color estructural. Los nanocristales están organizados en capas y, dependiendo de la distancia entre las capas, el material híbrido reflejará la luz en una longitud de onda u otra, que es lo mismo que decir que será de un color u otro, "añadió Lizundia.

Aparte del método de fabricación mencionado anteriormente, el estudio también tomó filtrado, Impresión 3d, montaje capa por capa y el proceso sol-gel en cuenta. En todos los casos se describe el grado de desarrollo del método y se citan las características de los materiales producidos por él. Sin embargo, a continuación se dedica un capítulo completo a las características de los nanohíbridos formados en los distintos estudios analizados; a esto le sigue una clasificación en términos de los elementos añadidos a los nanocristales:metales, óxidos metálicos, nanofibras y nanopartículas de carbono, capas de grafeno, nanopartículas luminiscentes, etc. Finalmente, se examinan las aplicaciones propuestas para materiales híbridos, centrándose principalmente en los campos de la ingeniería y la medicina. Sensores Convertidores catalíticos, Entre las aplicaciones de ingeniería destacan los materiales de tratamiento de aguas residuales y las aplicaciones energéticas desarrolladas mediante nanocristales de celulosa. Y entre los orientados a aplicaciones médicas citan las aportaciones de los materiales a las áreas, como la ingeniería de tejidos, entrega de medicamentos, soluciones antibacterianas o apósitos para heridas.

En cada una de las partes mencionadas se revisa lo logrado en las diferentes piezas de investigación, pero como expertos en el tema también brindan su propia evaluación sobre el potencial de los materiales y lo que queda por desarrollar. Lizundia llegó a la siguiente conclusión:"Este trabajo ha servido para reunir toda la investigación diseminada en diferentes lugares, y ofrecemos una imagen completa del nivel de desarrollo de los materiales híbridos. De esa forma esperamos que aumente el interés por ellos y que se fomente la investigación en esta área para llenar los vacíos que hemos encontrado, como un estudio de nanotoxicidad en aplicaciones médicas o el establecimiento del impacto ambiental de estos materiales ".