Un grupo de investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad de Sevilla ha obtenido filamentos y fibras a partir de líquidos muy viscosos con tecnología que se suele utilizar para producir gotas. Mediante su investigación, han descubierto las condiciones necesarias para la formación de filamentos con espesores inferiores a 50 micrómetros.

Los expertos informan que hay un momento en el que un polímero en estado líquido, específicamente uno que ha sido trabajado a partir de polietilenglicol, que es ampliamente utilizado en la industria - muestra una mayor elasticidad de tal manera que, en lugar de romperse y formar gotas, el líquido experimenta estiramiento, que forma filamentos. El proceso de generación de estos filamentos se controla mediante parámetros como el peso molecular del polímero y su concentración en el líquido, así como la presión que se utiliza en el dispositivo.

Para este estudio, los investigadores utilizaron tecnología de desenfoque de flujo. Esta tecnología, desarrollado por el profesor Alfonso Gañán Calvo de la Universidad de Sevilla, es un método altamente eficiente para atomizar líquidos llamado nebulización.

Esta tecnología consiste en utilizar una corriente de aire para romper un líquido y producir gotas al igual que los sistemas de nebulización que se utilizan para refrescar terrazas en verano. Los dispositivos de difuminado de flujo son muy eficientes porque canalizan la energía contenida en la corriente de gas para la generación de gotas mediante una mezcla vigorosa con el líquido. evitando pérdidas por otros mecanismos.

Además, Se ha demostrado que los dispositivos de difuminado de flujo neumático producen hasta 50 veces más superficie por cada litro de líquido nebulizado. Esto se traduce en gotas que son hasta 50 veces más pequeñas que cuando se utilizan otros atomizadores. Esto se debe al hecho de que los nebulizadores de flujo difuso concentran la energía hasta tal punto que son capaces de atomizar sustancias tan viscosas como la pintura, o, como en este caso, Soluciones de polímeros de alta concentración.

"Con una cámara de alta velocidad capaz de grabar un millón de imágenes por segundo, podemos observar que bajo ciertas condiciones de uso con dispositivos de desenfoque de flujo, las soluciones de polietilenglicol y las soluciones de otros polímeros no forman gotas, pero fragmento en finos 'hilos' que, cuando es transportado por una corriente de aire, estirar al salir del atomizador. El diámetro de estos filamentos se reduce, en parte porque el polietilenglicol es un líquido viscoelástico adelgazador. Esto significa que cuando se estira, se vuelve menos viscoso, para que sea cada vez más fácil estirar, "explica Luis Modesto López, Profesora de la Universidad de Sevilla y autora del estudio.

Fibras de polímero a 3 kg / hora

Los polímeros son comunes en productos comerciales. Entre los polímeros naturales más comunes se encuentran la seda, corcho, celulosa y almidón. Los polímeros sintéticos se encuentran generalmente como revestimientos que brindan una funcionalidad específica a los materiales, por ejemplo, haciéndolos resistentes a la humedad o la corrosión.

"En el mundo de hoy, Existe un gran interés científico y tecnológico en el uso de fibras poliméricas para realizar:marcos para el diseño de materiales artificiales biocompatibles, superficies con propiedades antibacterianas, materiales para la administración de fármacos dirigida, materiales textiles protectores que son capaces de bloquear algunas sustancias específicas, o como material de refuerzo. Sin embargo, La fabricación a escala industrial de estos materiales significa fabricarlos en grandes cantidades. Este estudio cobra especial relevancia ya que proporciona una base para el desarrollo de un nuevo proceso que permitirá producir filamentos y fibras poliméricas a niveles elevados. del orden de 3 kg / hora utilizando un simple nebulizador, mientras que con las técnicas más comunes en uso actual, se producen a razón de 1 g / hora, "agrega el investigador.

Otra aplicación podría estar en el campo de la impresión 3D, dado que lo que hace esta tecnología es gestionar un polímero. Además, el estudio tiene una amplia variedad de aplicaciones en el campo de la ciencia de los materiales, ya que abre las puertas a la producción de una amplia variedad de materiales compuestos.