Índice - FIUBA | Facultad de Ingenieria - UBA · Motivados por las políticas de cuidado del medio...
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Pieza gráfica desarrollada por Comunicación Institucional /Decanato / 2012.
01 | Desarrollo de sensores de películas delgadas. / Pág. 402 | Desarrollo, caracterización y comportamiento mecánico de aleaciones livianas con alta resistencia mecánica. / Pág. 503 | Comportamiento en servicio de nanocompuestos de matriz polimérica. / Pág. 604 | Sistemas fototérmicos en nanociencia y nanotecnología. / Pág. 705 | Nanomateriales magnéticos compuestos. Fluidos para aplicaciones biomédicas / Pág. 806 | Materiales magnetoeléctricos para aplicación electrónica. / Pág. 907 | Desarrollo de tecnologías avanzadas para el tratamiento de efluentes industriales y saneamiento ambiental “in situ”. / Pág. 1008 | Diseño, producción y aplicación de materiales magnéticos micro y nanoestructurados. / Pág. 1109 | Análisis del desplazamiento de emulsiones en microcanales. / Pág. 1210 | Obtención de nanogotas por vibración. / Pág. 1311 | Materiales producidos por ablación láser para su utilización en sensores electromagnéticos. / Pág. 1412 | Obtención y caracterización de nanoestructuras. / Pág. 1513 | Nanocompuestos de matriz polimérica – modificación química de nanopartículas. / Pág. 1614 | Nanocelulosa: obtención y modificación mediante metodologías sostenibles. / Pág. 1715 | Nanotecnología en el hormigón. / Pág. 18
Índicede investigaciones.
Desarrollo de sensores de películas delgadas.01
Las películas delgadas son capas finas de materiales diversos depo-sitadas sobre cualquier substrato, en espesores variables desde capas monoatómicas hasta mi-crométricas. Convencionalmente, se suele aplicar el límite arbitrario de cien nanometros, o sea, una décima de micrón, para diferen-ciarlas de las películas gruesas. De esta manera, las películas delgadas constituyen uno de los ejemplos más antiguos de lo que hoy llamamos nanotecnología.
Las aplicaciones posibles de esta tecnología son tan antiguas como variadas, el espejo es un buen ejemplo de un artículo, considerado suntuario en la antigüedad, que evolucionó al espejo unidireccio-nal empleado hoy para fines de vigilancia gracias al control del espesor de la capa reflectora. Los tratamientos antireflectores para todo tipo de dispositivos ópticos constituyen otro ejemplo de esta aplicación.
Las propiedades eléctricas de las películas delgadas también pueden optimizarse para una variedad de dispositivos, desde simples pasivos como resistores o capacitores hasta elementos activos, como diodos ó transistores, e incluso circuitos completos, que comple-mentan los requerimientos que no pueden satisfacerse en circuitos integrados con la tecnología convencional de silicio.
La pantalla de cristal líquido que necesitamos para todo tipo de aplicaciones, desde calculadoras, teléfonos celulares y cámaras fotográficas hasta televisores, constituye un buen ejemplo de nuestra total dependencia de las propiedades descriptas. Estos dis-positivos requieren electrodos de películas delgadas transparentes pero eléctricamente conductoras, imposibles de fabricar por otros medios. La demanda constante ha multiplicado el precio de mer-cado del óxido de indio empleado para este fin, varias veces en la última década, al punto que ya se vislumbra el agotamiento de las reservas mundiales conocidas y es imperioso identificar posibles reemplazos. Esta línea de inves-tigación constituye un ejemplo de los proyectos de interés para el Laboratorio de Películas Delgadas de FIUBA.
INTEGRANTES: Dr. R. Aragón (director)
Dra. C. VeraDra. R. Lombardi Inga. S. Maioco
INTEGRANTESDr. Ing. F. Audebert (director)
Dra. F. SaporitiLic. S. Rozenberg Inga. M. Pichipil
Desarrollo, caracterización y comportamiento mecánico de aleaciones livianas con alta resistencia mecánica.
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El objetivo general es el desarrollo de aleaciones livianas base Al y Mg para ser utilizadas en diferentes aplicaciones mecánicas, buscan-do optimizar las propiedades en función de las necesidades reque-ridas. En particular se desarrollan aleaciones nano-cuasi-cristalinas y nanocompuestos de matriz de aluminio y aleaciones amorfas o nano-estructuradas de magnesio. Estas aleaciones se producen em-pleando técnicas de solidificación rápida con las que se obtienen velocidades de enfriamiento de 100 mil a 1 millón de grados por segundo. Entre dichas técnicas se encuentran las de “melt spin-ning” y “atomización gaseosa”.
La principal característica de las aleaciones de aluminio es la retención de elevada resistencia mecánica a alta temperatura, es decir hasta temperaturas del orden de los 400 ºC, superando el rango de aplicaciones de las aleaciones de aluminio actuales (hasta 250 ºC) y con valores de resistencia mecánica entre 5 y 6
veces superiores, alcanzando los 270 MPa a 350 ºC. Esta parte de la investigación se encuentra en la etapa de escala de laboratorio.
También se estudian recubri-mientos cuasi-cristalinos base aluminio, resistentes al desgaste y la adherencia. Las fases cuasi-cristalinas poseen altos valores de dureza (700 HV), que superan los de algunos aceros templados. Se emplean para producir técnicas industriales de deposición por spray” térmico, del tipo “Plasma Spray y HVOF.
Se desarrollan aleaciones de magnesio con alta resistencia mecánica y alta ductilidad que son competitivas con las alea-ciones de aluminio. Las mismas poseen estructuras amorfas y nano-estructuradas. Los valores de resistencia mecánica obteni-dos en estas nuevas aleaciones alcanzan valores de hasta 650 MPa, igualando los valores de las aleaciones de aluminio comercia-les de alta resistencia.
---/ 1. Imagen de campo claro de la nanoes-tructura de una aleación nanocuasicristalina con patrón de difracción de electrones de la fase cuasicristalina icosaédrica obtenido por “Plasma Spray”.
/ 2. Pistón forjado.
/ 3. Imagen de electrones secundarios de un recubrimiento cuasi-cristalino obtenido por “Plasma Spray”.
---/ 1. Cámaras de deposición en alto vacío: Leybold 450 configurada para “sputtering” de magnetrón (izquierda) y dos plataformas Edwards para evaporación térmica (derecha).
---Dr. Ing. F. Audebert ([email protected])
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/ 2. Control de flujo másico de mezclas gaseosas (izquierda) e instrumentación diversa para caracterización de propiedades eléctricas de películas delgadas (derecha).
/ 3. Elipsómetro espectrométrico (400-1000 nm), diseñado y construido en el LPD, para caracterización de espesor y propiedades ópticas de películas delgadas.
---Dr. R. Aragón ([email protected])
Laboratorio de Películas Delgadas. Departamento de Física.
Grupo de Materiales Avanzados. Departamento de Ingeniería Mecánica. INTECIN.
Motivados por las políticas de cuidado del medio ambiente y la tendencia mundial en la búsqueda de nuevos materiales, dentro del grupo se desarrollan nanocompuestos livianos de matriz polimérica biodegrada-bles/renovables y/o reciclables. El objetivo general es establecer la relación estructura-procesa-miento-propiedades que rige el comportamiento en servicio de los nuevos materiales. Dentro de esta línea de investigación principal se enmarcan las siguientes líneas:
. Nanocompuestos biodegradables/renovables reforzados con nanotubos de carbono funcionalizados, con po-tenciales aplicaciones en envases inteligentes y en biomedicina.
. Micro y nanocompuestos de matriz polimérica. Se busca optimizar simultánea-mente las propiedades mecánicas convencionales (rigidez y resis-tencia) y la tenacidad a la fractura del polímero para extender su
uso a aplicaciones estructurales o semi-estructurales.
Compuestos auto-reforzados livianos y reciclables de amplia aplicación reforzados con fibras del mismo polímero de la matriz. Se analiza el efecto de las condi-ciones de procesamiento sobre el comportamiento final del material. Estos materiales son comple-tamente reciclables y permiten obtener estructuras livianas con aplicaciones en la industria auto-motriz, en artículos deportivos y de protección, etc.
INTEGRANTESDra. Inga. C. Bernal (directora)
Ing. E. Igarza Ing. E. Pérez Sr. H. Núñez Srta. M. Lucchetta
INTEGRANTESFIUBA:Dr. M. G. González(director)
Dr. G. D. Santiago Dra. M. T. Garea Dra. L. Pérez-
Comportamiento en servicio de nanocompuestos de matriz polimérica. Grupo de Materiales Avanzados. Departamento de Ingeniería Mecánica. INTECIN.
03 Sistemas fototérmicos en nanociencia y nanotecnología.04
---/ 1. Partícula de ceniza en PP.
/ 2. Nanofibras biodegradables obtenidas por electrospinning en la Fac. de Ccias. Exactas y Naturales.
---Dra. Inga. C. Bernal ([email protected])
---/ 1.Esquema ilustrativo del fenómeno fototérmico para detectar biomoléculas.
---Dr. M. González([email protected]
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En conjunto con investigadores del Instituto de Hidroquímica de la Universidad Tecnológica de Munich, Alemania (IWC-TUM) el grupo se ha dedicado al estudio de sistemas fototérmicos (FT) enfocados a la medición y carac-terización de nanopartículas (NPs) funcionalizadas.
Los primeros resultados de los estudios dieron lugar al desarrollo de un sistema para la cuantificación de iones de plomo en solución basado en la medición de la disolución de NPs de oro. Esta configuración resultó ser muy sensible, midiéndose un rango de detección entre 0.1 μg/L a 500 μg/L de Pb2+. Luego, el mismo sistema FT, se utilizó para cuan-tificar biomoléculas en solución basado en la fenómeno opuesto, agregación de NPs de oro fun-cionarizadas (NP+biotin). En este caso, se logró medir relativamente bajas concentraciones de la bio-molécula avidin en el rango entre 0.25 nM – 150 nM.
Actualmente, el mismo grupo de trabajo se encuentra desarrollando un sistema dual de detección de NPs basado en las técnicas FT y de dispersión de luz que permitiría incrementar la sensibilidad conse-guida con el esquema anterior.
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Grupo de Láser, Óptica de Materiales y Aplicaciones Electromagnéticas (FIUBA / CONICET) y Technische Universität München.
Technische Universität München:
Dr. X. Liu Dr. R. Niessner Dr. C. Haisch
Nanomateriales magnéticos compuestos.Fluidos para aplicaciones biomédicas.05
INTEGRANTESDra. S. E. Jacobo (directora)
Dr. J. C. Aphesteguy Dr. F. H. Sánchez
Los fluidos magnéticos se producen dispersando coloidalmente nano-partículas magnéticas estabili-zadas en un líquido portador. El objetivo en este caso es optimizar la preparación de fluidos mag-néticos biocompatibles a partir de nanopartículas magnéticas funcionalizadas para su aplicación en hipertermia, una terapia anti-tumoral que viene desarrollándo-se en los últimos años. Lo que se busca es que estas nanopartículas actúen solamente
Materiales magnetoeléctricos para aplicación electrónica.06
El objetivo es desarrollar nuevos materiales compuestos magne-toeléctricos (ME) para aplicación en la industria electrónica. En estos materiales el magnetismo y la ferroelectricidad coexisten, y su acoplamiento se describe por el efecto magnetoeléctrico. Algunas de las aplicaciones de dichos materiales son:
. Filtros EMI
. Dispositivos de almacenamiento de información. Transductores. Sensores . Actuadores acústicos. Aisladores. Moduladores. Guías de onda . Absorbedores de microondas
La síntesis es efectuada por método cerámico y sol-gel, permitiendo obtener el material en forma de pellets y láminas multi-capas. La combinación eficaz de estos métodos permite controlar los tamaños de partícula hasta la escala nanométrica.
Se ha realizado la caracterización de propiedades estructurales, eléctricas y magnéticas de las fases que componen al material compuesto, separadamente, seleccionando los dopajes más adecuados. Actualmente, el trabajo se encuentra en la etapa de desarrollo y caracterización del material magnetoeléctrico, con el fin de obtener y comparar las propiedades del material con-formado en pellets y en películas (estructura multicapas).
Por último, se evaluará el diseño y se desarrollará un dispositivo de aplicación electrónica, dependien-do de los resultados obtenidos en las etapas previas.
---/ 1 y 2. Imágenes SEM de materiales ferrimagnéticos.
---Dra. S. E. Jacobo ([email protected])
INTEGRANTESDra. S. E. Jacobo (directora)
Dr. Adrián RazzitteDr. A. Faigón Inga. M. S. Ruiz
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en el tejido tumoral, evitando la destrucción del tejido sano. Se estudia el calor disipado por la muestra, cuando se le aplica un campo magnético externo me-diante una bobina de inducción.
El presente trabajo se lleva a cabo en forma conjunta entre el labora-torio LAFMACEL (Dto. de Química, Facultad de Ingeniería, INTECIN, UBA) y el Instituto de Física (Fa-cultad de Cs. Exactas, Univ. Nac. de La Plata) e IFLP (CONICET).
---/ 1. Equipo utilizado para la mediciónde hipertermia: generador de radiofre-cuencia.
/ 2. Microscopía electrónica de transmisión (TEM) correspondiente a a una muestra de ferrita obtenida en solución mixta agua- etanol.
---Dra. S. E. Jacobo ([email protected])
Laboratorio de Fisicoquímica de Materiales Cerámicos Electrónicos. Departamento de Química. INTECIN / Instituto de Física (Facultad de Cs. Exactas, Univ. Nac. de La Plata) e IFLP (CONICET).
Laboratorio de Fisicoquímica de Materiales Cerámicos Electrónicos. Departamento de Química. INTECIN.
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de energía (energy product); composites magnéticos (magnetic composites).
Proyectos asociados:FONARSEC “FS Nano 03/10”,
Desarrollo de tecnologías avanzadas para el tratamiento de efluentes industriales y saneamiento ambiental “in situ”.
07 Diseño, producción y aplicación de materiales magnéticos micro y nanoestructurados.
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El proyecto apunta a desarrollar un método efectivo, inocuo y económico para el tratamiento de efluentes y napas contaminadas con moléculas orgánicas, que se adecue a las necesidades de la industria química en general, brindando una solución al problema de saneamiento ambiental.El empleo de un método de oxidación avanzada, que utiliza peróxido de hidrógeno en presencia de un catalizador de hierro sobre un soporte natural genera únicamente dióxido de carbono y agua como productos de degradación, sin aportar sustancias adicionales contaminantes al medio ambiente.
INTEGRANTESDra. S. E. Jacobo(directora)
Inga. A. V. Russo
INTEGRANTESDr. Hugo Sirkin.(director)
Dr. Ing.Marcelo Pagnola.(responsble técnico)
Dra. Bibiana ArcondoDr. Fabio Daniel Saccone.Dr. Leandro Socolovsky.
---/ 1. Reducción de hierro dentro del soporte inerte que se usa como relleno de las columnas de degradación.
/ 2. Imagen SEM del soporte puro.
---/ 1. Equipo de Melt Spinning desarrollado en LSA para producción de cintas amorfas.
/ 3. Imagen SEM del soporte conteniendo el catalizador.
---Dra. S. E. Jacobo ([email protected])
Los objetivos de las líneas son: desarrollar materiales magnéticos de última generación; diseñar y construir equipos de producción a escala piloto de sistemas ferro-magnéticos blandos y duros para la producción de núcleos e imanes nanoestructurados.
Se proponen dos áreas de investigación complementarias e interconectadas orientadas al desarrollo de procesos que permi-tan obtener materiales de última generación para la producción de:
1.- Núcleos magnéticos: de estructura amorfa y nanométrica elaborados mediante solidificación rápida y tratamientos posteriores.
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2.- Imanes: base NdFeB de es-tructura nanométrica producidos bajo tratamientos de hidrogena-ción o por solidificación rápida y tratamientos posteriores.
Actualmente se está en el proceso de obras de infraestructura para reacondicionar la planta piloto a la maquinaria que se está adquirien-do: horno de fundición y colada, equipamiento CNC, etc. También se está diseñando un equipo semi-industrial del tipo “melt –spinning” para cintas de más de 3cm de ancho.Keywords: “Melt-Spinning”; histeresis magnética (magnetic hysteresis); ahorro energético (energy savings); producto
---Dr. Ing. M. R. Pagnola ([email protected])
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Laboratorio de Fisicoquímica de Materiales Cerámicos Electrónicos. Departamento de Química. INTECIN. Laboratorio de Sólidos Amorfos. Departamento de Física. INTECIN.
Análisis del desplazamiento de emulsiones en microcanales.09 Obtención de nanogotas por vibración.10
INTEGRANTESDra. M. Rosen (directora)
Dra. V. M. FreytesSrta. G. Bertone
INTEGRANTESDra. M. Rosen (directora)
Sr. M. Plana
El objetivo principal del proyecto es el estudio de fluidos complejos en microsistemas, con particular interés en estudios de emulsiones y generación de microgotas y en la implementación de técnicas altamente sensibles de monitoreo. Mediante estos estudios es posible obtener volúmenes que van de los femto a los microlitros, ideales para estudios en molécula o célula aislada. Paralelamente, es posible separar fases en emulsiones de gran interés en los sistemas de recuperación de petróleo.
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El objetivo de esta línea de trabajo es el del estudio y la caracterización de un spray producido por vibración. En esta etapa se llevó a cabo el diseño y montaje del dispositivo experimental generador.
La generación de spray es un tema que está presente en una gran can-tidad de procesos industriales: pulverización de combustibles para su posterior combustión, enfriadores por spray en los cuales se consigue un alto flujo de calor, encapsulado de materiales, secado de alimen-tos, humidificación, atomización de productos agrícolas y procesos de recubrimiento de superficies.
La mayoría de los equipos o procesos que requieren pulverizar algún líquido lo consiguen mediante el uso de dispositivos mecánicos o neu-máticos que generan el spray.
En este caso, se pone a punto un método de recubrimiento sin contacto basado precisamente en la generación de ondas capilares en la superfi-cie de un líquido mediante la aplicación de una aceleración en régimen de eyección de gotas, y del transporte de un sustrato sobre el cual se deposita el líquido. La transferencia se realiza sin contacto directo, permitiendo recubrir sustratos frágiles o delicados; así mismo, permite una transferencia más uniforme en procesos continuos, respecto a otras alternativas sin contacto como el “spray coating” o la pulverización.El aparato consta de varias etapas, desde una bandeja donde se alimen-ta el líquido, un actuador que genera la aceleración de la superficie, y una unidad de control que mantiene la dosificación dentro de un valor buscado.
Este sistema permite recubrir papel, fotografía, cintas magnéticas, emba-lajes industriales. Así, es posible cubrir grandes áreas con una o mas capas de fluido y al mismo tiempo controlar el espesor y la velocidad de aplicación.
Para este equipo se utiliza un Vibrador Electromagnético (“shaker”) de alta frecuencia, el cual recibe una señal proveniente de un generador amplificada en una potencia de audio de 1000W. Este es provisto de una batea donde se aloja el fluido a atomizar para su aplicación parti-cular. El rango de frecuencias de trabajo va de los 1000 a los 4000Hz, lo que permite obtener gotas de un diámetro estimado menor a los 100μm. La otra variable de control es la aceleración que se ajusta de acuerdo a las condiciones de trabajo buscadas.
Simultáneamente, se construyó, instaló y puso a punto un sistema experimental de recubrimiento.
La toma de datos se realiza con un sistema de adquisición de imágenes, y ya se desarrollaron los programas para su análisis.
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---/ 1. Dispositivo experimental: bomba de jeringas, microdispositivo, Nikon D90.
/ 2. Imagen de gotas en microcanales de PDMS. Gotas de agua en Aceite de Siliconas 50cP.Las gotas van cambiando de tamaños a medida que cambia la relación de cauda-les. Caudal Agua /Caudal Aceite=10; 5; 1; 0,1.
---Dra. M. Rosen ([email protected])
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Dra. M. Rosen ([email protected])---/1. Equipo experimental de recubrimientos a partir de spray.
Referencias:Mariano Vázquez, “Problemas de recubrimientos con fluidos viscoelásti-cos” Tesis de grado de Ing. Mecánica (2006).Federico Balzarotti, “Inestabilidades hidrodinámicas”. Tesis de grado de Ing. Mecánica (2007).
Sonia Lustig, “Estudio de la formación de gotas en spray”. Tesis de grado de Ing. Química (2009).Bruno Basso, “Producción de spray con sistemas macromoleculares”. Te-sis de grado de Ing. Mecánica (2011).
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Grupo de Medios Porosos. Laboratorio Internacional Asociado de Física y Mecánica de Fluidos (LIA). Grupo de Medios Porosos. Laboratorio Internacional Asociado de Física y Mecánica de Fluidos (LIA).
Materiales producidos por ablación láser para su utilización en sensores electromagnéticos.
11 Obtención y caracterización de nanoestructuras. 12
INTEGRANTESDr. F. Saccone (director)
Ing. P. GranellDra. L. Pampillo Dr. V. Bilovol
INTEGRANTESDr. L. M. Socolovsky (director)
Dr. R. Martínez García MSc. O. Moscoso Ing. D. Pardo
Mediante la técnica de ablación láser se crecen películas delgadas (típicamente de 100nm) de materiales y compuestos diversos con interesantes propiedades electromagnéticas. En tanto, mediante la apli-cación de campos magnéticos o potenciales eléctricos, se manifiestan interesantes propiedades, solo presentes en la nanoescala, tales como la magnetorresistencia gigante y efectos memrristivos.
Estas películas tienen potenciales aplicaciones en los campos de la microelectrónica, la industria aeroespacial, las ciencias de la salud y las TICs, que abarcan sensores de campo, memorias no volátiles, biosensores y MEMS.
---/ 1. Imagen de microscopio de barrido electró-nico de un prototipo de sensor de multicapas magnetorresistivas.
---Dr. F. Saccone ([email protected])
--/ 1. Nanoporos llenos con nanohilos magné-ticos de óxido de hierro./ 2. Nanopartícula de magnetita obtenida por síntesis química.
--Dr. L. M. Socolovsky ([email protected])
El Grupo de Nanoestructuras del Laboratorio de Sólido Amorfos se dedica a la obtención y caracterización de nanoestructuras. En todos los casos el desarrollo de las mismas está dirigido a su uso tecnológi-co (sensores en electrónica, espintrónica, aplicaciones biomédicas y remediación ambiental). Se han introducido variaciones a determinados métodos de síntesis que han permitido obtener nanopartículas, de dife-rentes fases de óxidos, con tamaños menores a los que se reportan en la literatura. Las metodologías desarrolladas han dado lugar a la obten-ción de nanoestructuras jerárquicas, entre ellas, nanohilos magnéticos y nanoestructuras funcionalizadas.
A modo de ejemplo, en la figura 1 se muestra un sustrato de alúmina poroso con nanohilos magnéticos de óxido de hierro crecidos en esos nanoporos. Los nanohilos se han obtenido por un método químico-físico consistente en tres pasos. El primero es la preparación del material precursor, el segundo la deposición del mismo en el sustrato de alúmina poroso, y el tercero es la formación y crecimiento del hilo en el interior del nanoporo.
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Grupo de Materiales Magnéticos. Laboratorio de Sólidos Amorfos. INTECIN.
Laboratorio de Sólidos Amorfos. Departamento de Física. INTECIN.
Modificación química de nanopartículas. Nanocompuestos de matriz polimérica.
13 Nanocelulosa: obtención y modificación mediante metodologías sostenibles.14
INTEGRANTESDra. Inga. A Vázquez (directora)
Dr. Ing. M. EscobarDr. L. Monsalve Ing. J.P. Morales Arias
INTEGRANTES
La transición de micropartículas a nanopartículas conlleva un cambio dramático en las propiedades físicas.
Nanopartículas tales como nanotu-bos de carbono y nanoarcillas han sido ampliamente utilizadas como refuerzo en nanocompuestos de matriz polimérica.
La eficiencia del refuerzo depende principalmente de dos factores: a) la adhesión entre el nano-refuerzo y la matriz, y b) la correcta dispersión del nano-refuerzo en la matriz.
La modificación química superfi-cial de las nanopartículas permite mejorar la performance como nano-refuerzo de la siguiente manera: por un lado, permite compatibilizar la superficie del nano-refuerzo con la matriz para lograr una buena mojabilidad, y, en el mejor de los casos, generar una unión covalente entre ambos componentes para que la transmisión de esfuerzos sea más eficiente. Por otro lado, la modificación química puede evitar
la aglomeración de los nano-refuerzos por repulsión electros-tática, si es que son superficies cargadas.
En el caso de nanotubos de carbono, por ejemplo, se logró funcionalizar su superficie con grupos amino, con el objeto de que se forme un enlace covalente con el anillo oxirano de las resinas epoxi. En el caso de nanopartícu-las de dióxido de silicio se pudo polimerizar una cadena corta de un polímero termoplástico (graf-ting) con el objetivo de aumentar su reactividad química. Además, si se utiliza como refuerzo en una matriz termoplástica, aumenta la eficiencia en la transmisión de esfuerzos entre la matriz y el refuerzo por interdifusión de extremos de cadena.
La perspectiva de la investigación es la de ajustar la ruta de síntesis de acuerdo a la matriz polimérica que se necesite emplear.
En general los procesos de
modificación superficial podrían llegar a ser escalables a planta piloto, lo que posibilitaría la transferencia de la investigación al sector industrial.
La celulosa es el componente principal de las fibras naturales, y también es producida por ciertos animales (tunicados) y bacterias. En los últimos años se eviden-cia un interés creciente por la extracción de los elementos de dimensiones nanométricas que componen la celulosa debido a su alta reactividad y atractivas propiedades mecánicas compro-badas. Esta nanocelulosa puede usarse como refuerzo y/o barrera de distintos polímeros, nanopapel, nanofiltros, implantes médicos, y en aplicaciones en las que se requiere alta transparencia, baja expansión térmica y alta resisten-cia, entre otras.
Actualmente, se trabaja en la obtención de nanofibras de celu-losa por metodologías “verdes”
como son la vía bacterial y la vía enzimática, apostando en ambos casos al desarrollo de un proceso eficiente y a la vez sostenible. En cuanto a la vía bacterial, se dispo-ne de un protocolo efectivo y de costo reducido basado en el uso como fuente de carbono para la fermentación de residuos agroin-dustriales nacionales. En cuanto a la vía enzimática, se dispone de un protocolo que permite obtener nanocelulosa en forma de agujas o mantas con una demanda ener-gética/uso de ácidos fuertes muy reducida respecto de los métodos tradicionales.
Dado que las fibras pueden ser usadas en distintas matrices como refuerzo, para lograr mayor compatibilidad con las matrices hidrofóbicas o modificar la reolo-gía de la suspensión, se desarro-llaron metodologías “verdes” de esterificación de la superficie de nanocelulosa utilizando cataliza-dores enzimáticos y organocatali-zadores. Ambas metodologías se
caracterizan por condiciones de operación moderadas, altas selec-tividades y el uso de catalizadores no tóxicos y biodegradables.
El producto a transferir es el procedimiento de obtención y mo-dificación química de nanocelulo-sa en forma de agujas o en forma de mantas.
---/1. Nanofibras de celulosa obtenidas por vía enzimática.
/2. Nanofibras de celulosa obtenidas por vía bacterial.
---Dra. Inga. A. Vázquez ([email protected]) Dr. M. A. Galvagno ([email protected])
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--/ 1. Partículas de arcilla exfoliadas./ 2. Particulas de arcilla Intercaladas.
--Dra. Inga. A. Vázquez ([email protected])
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Dra. Inga. A.Vázquez (directora)
Dra. Inga. M. L. ForestiSr. L. MaldonadoSr. F. Allevatto(Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos, Departamento de Cons-trucciones y Estructuras. INTECIN.
Sra. P. CerruttiSra. M. A. Galvagno (Laboratorio de Microbiología Industrial, Departamento de Ingeniería Química, FIUBA).
Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos. Departamento de Construcciones y Estructuras. INTECIN.
El término nanotecnología incluye el estudio de la relación entre la es-tructura con las propiedades del hormigón a nivel nano y micrométrico y de cómo influye en las mismas el agregado de nanoaditivos.
El objetivo principal en estas investigaciones es obtener hormigones y morteros con nuevas propiedades: cementos conductores térmicos, eléctricos o magnéticos, cementos inteligentes que se auto-reparen.
Los nanoaditivos que se han agregado a los cementos son: polímeros solubles en agua, nano/microcelulosa, nanotubos de carbono y na-noarcillas modificadas químicamente. Mediante estas incorporaciones se logró: controlar la cinética de hidratación del cemento, modificar la reología y la conductividad.
El proyecto cuenta con equipamiento de calorimetría, viscosímetros, temogravimetría, espectroscopia infrarroja, máquina de ensayos mecáni-cos, y laboratorio de ensayos de cemento.
Desarrollos de nanoaditivos para la industria del hormigón.15
INTEGRANTESDra. Inga. A Vázquez(directora)
Inga. C. Gómez Hoyos Inga. M. T. Piqué
---/ 1. Hidróxido de calcio en pasta de cemento modificada con polivinilalcohol y nanoarcilla.
2. Silicato de calcio hidratado en pasta de cemento modificada con polivinilalcohol y nanoarcilla.
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---Dra. Inga. A. Vázquez ([email protected])
Laboratorio de Polímeros y Materiales Compuestos. Departamento de Construcciones y Estructuras. INTECIN.
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