Estropear los alimentos, El vino amargo y el agravamiento de las heridas tienen un culpable común:un proceso llamado oxidación. Aunque los efectos nocivos de estas reacciones químicas pueden reducirse con antioxidantes, La creación de una plataforma sólida capaz de proporcionar una actividad antioxidante prolongada es un desafío continuo.

Los investigadores de la Universidad de Texas A&M podrían haber resuelto este problema con sus nuevos tapetes antioxidantes. Hecho de una red entrelazada de hebras ultrafinas de un polímero y un antioxidante que se encuentra en el vino tinto, los investigadores dijeron que estas esteras son fuertes, estable y capaz de ofrecer actividad antioxidante durante períodos prolongados de tiempo.

"Nuestra innovación es que hemos ajustado los pasos necesarios para girar sin defectos, fibras ultramicroscópicas para la fabricación de esterillas antioxidantes de alto rendimiento, "dijo Adwait Gaikwad, estudiante de posgrado en el laboratorio de la profesora Svetlana Sukhishvili en la Facultad de Ingeniería y autora principal del estudio. "Cada fibra está ligada intermolecularmente a varias moléculas antioxidantes, y así la alfombra final, que está hecho de millones y millones de tales fibras, tiene una funcionalidad antioxidante mejorada ".

Una descripción de su estudio fue publicada en la edición de febrero de la revista. Interfaces y materiales aplicados ACS .

Aunque la oxidación es un fenómeno natural común, esta reacción química puede ser perjudicial si no se controla. Por ejemplo, en bebidas alcohólicas, demasiada oxidación conduce a la formación de acetaldehído a partir del alcohol, alterando el sabor de la bebida, color y aroma. En el cuerpo, El estrés oxidativo provoca una acumulación de radicales libres que pueden dañar las células sanas y los tejidos corporales.

Sin embargo, Las reacciones oxidativas pueden controlarse mediante la acción de los antioxidantes. Estos compuestos se combinan fácilmente con el oxígeno ambiental o donan electrones para neutralizar los radicales cargados. De los muchos antioxidantes, una molécula que se encuentra en el vino tinto llamada ácido tánico es particularmente atractiva porque también es antibacteriana y antiviral. Los investigadores dijeron que estas propiedades notables se deben a la presencia de agrupaciones de átomos llamados polifenoles dentro de la estructura molecular del ácido tánico.

"Los polifenoles son compuestos orgánicos naturales que también son conocidos por sus propiedades antioxidantes, "dijo Hanna Hlushko, también estudiante de posgrado en el laboratorio de Sukhishvili y autor principal del estudio. "Resulta que el ácido tánico está repleto de estos motivos polifenólicos, lo que lo convierte en un socio de unión eficaz para muchas moléculas y un gran eliminador de radicales libres ".

En estudios anteriores, los antioxidantes se mezclaron en esteras sintéticas. En pocas palabras, en esta técnica, Los tapetes se fabrican mezclando primero un polímero y antioxidantes y luego aplanándolos en una hoja. Pero los investigadores dijeron que estos tapetes tienen una funcionalidad más baja porque el área de superficie para la actividad antioxidante es limitada.

Y entonces, para aumentar el área de superficie para la actividad antioxidante, crearon una malla antioxidante hecha con fibras ultrafinas de polímero y ácido tánico. Por lo tanto, cada hebra de esta estera en forma de malla podría contribuir a la actividad antioxidante. Es más, a diferencia de la técnica de mezcla anterior, eligieron un polímero que podía retener moléculas de ácido tánico al formar enlaces de hidrógeno, aumentando así la resistencia general de la estera final.

Para hacer estas fibras, los investigadores llenaron una jeringa con ácido tánico, un polímero llamado polivinilpirrolidona y una combinación de disolventes. Luego, mientras exprimían la solución mixta de polímero y antioxidante de la jeringa, aplicaron un voltaje de 16 kilovoltios entre la punta de la jeringa y un colector de tambor giratorio ubicado a poca distancia. Este voltaje extremadamente alto empujó el polímero en nanofibras mientras viajaba desde la jeringa al tambor de recolección. Al final del proceso de hilado, tenían un entretejido, estera de nanofibras.

Cuando los investigadores examinaron estas esteras bajo un microscopio electrónico de alta potencia, encontraron que las nanofibras no tenían ningún defecto que pudiera comprometer las propiedades mecánicas de la estera. También, demostraron que estas esteras son estables al pH del agua y pueden proporcionar una actividad antioxidante sostenida al liberar ácido tánico de forma continua durante unos 20 días.

También notaron que los enlaces de hidrógeno entre la polivinilpirrolidona y el ácido tánico aumentaron la resistencia de sus alfombras hasta 10 veces más que las alfombras hiladas a partir de fibras de polivinilpirrolidona solas. Por lo tanto, el diseño de nanofibras hizo que las alfombrillas fueran mecánicamente fuertes y, sin embargo, les dio una flexibilidad similar a la de una tela para envolver objetos.

"Hemos creado tapetes antioxidantes con una gran superficie, propiedades mecánicas robustas y la capacidad de proporcionar protección antioxidante a largo plazo, "Dijo Gaikwad." Además, la liberación de ácido tánico es a pedido:los enlaces de hidrógeno retienen los antioxidantes en el material hasta que hay un estímulo externo, como el pH. Estas propiedades hacen que nuestras alfombrillas sean adecuadas para diversas aplicaciones, desde vendajes para curar heridas hasta revestimientos internos de recipientes para el almacenamiento de alimentos ".