cascos más duros, coches más ligeros...

Cinco usos revolucionarios de la nanocelulosa industrial

La nanocelulosa llegó hace poco al grupo de los materiales de origen natural que están llamados a revolucionar la industria en las próximas décadas

Foto: Cinco usos revolucionarios de la nanocelulosa industrial

Si hubiese que hacer un pódium de los materiales postulados para revolucionar la industria en los próximos años, seguramente éste estaría ocupado por el grafeno, los nanotubos de carbono (que es en esencia lo mismo que el grafeno, es decir, átomos de carbono, pero organizados en cilindros en vez de en láminas) y la nanocelulosa. Sus características únicas y sus potenciales usos maravillan a los científicos y los ingenieros, y los responsables de los procesos productivos están a la espera de que se logren producir con fiabilidad y eficiencia en cantidades industriales.

De esos tres, la nanocelulosa cristalina es quizá la que más recientemente ha aparecido en la escena de la actualidad, aunque igual que otros supermateriales está presente de forma natural en el entorno desde siempre, en este caso, en los árboles y las plantas. Es ligera, fuerte y rígida, y con un alto coeficiente de resistencia respecto a su peso. Además, es estable en cuanto a los cambios de temperatura, tiene propiedades ópticas interesantes (es transparente) y se dilata poco con el calor. Por último, puesto que es una derivada de la celulosa, que es una materia prima que producen las plantas en grandísimas cantidades cada año, es intrínsecamente renovable y respetuosa con el medio ambiente. 

En abril de 2013, científicos de la Universidad de Texas volvían a hacer sonar la nanocelulosa con fuerza al anunciar que habían dado con la forma de reducir los costes de producción, utilizando un determinado tipo de alga para producir el material de forma natural, algo que hasta entonces no había sido posible conseguir. Solo haría falta luz y agua. Si su propuesta termina siendo un éxito, será posible obtener enormes cantidades de nanocelulosa a muy bajo precio. Esto iría en línea con las predicciones de la Fundación Nacional para la Ciencia estadounidense, que asegura que para el año 2020, la de la nanocelulosa será una industria valorada en 600.000 millones de dólares.

Transparente, ligera, resistente, fuerte y conductora de la electricidad, no son pocos los que ya trabajan en cómo utilizar la nanocelulosa en el futuro, y estos son algunos de esos potenciales usos:

1. Armaduras ligeras y súper resistentes

En busca de materiales más ligeros y resistentes, a la vez que transparentes para uso militar, incluida la protección ocular y facial, científicos del ejército estadounidense están buscando la froma de reforzar polímeros sintéticos con nanocelulosa. Algunos de los materiales que se utilizan normalmente para esta tarea, como la fibra de carbono o las cerámicas, suelen encarecer mucho el proceso y alteran el polímero porque le quitan claridad y añaden algo de color. La nanocelulosa podría sortear ambos obstáculos.

Además, su aspecto transparente también le da ventaja en este campo, puesto que la hace perfecta para proteger vehículos o fabricar cascos a prueba de impactos, por no mencionar los vidrios de comercios con mayor tendencia a sufrir robos.

2. Coches más resistentes y eficientes

Según científicos de la Universidad de Maine, añadiendo solo un 10% de nanocelulosa a la mezcla de un material compuesto cualquiera se consigue aumentar la fuerza de la sustancia final hasta en un 70%, algo de lo que podría beneficiarse entre otros el sector de los transportes, y la industria del automóvil especialmente. 

Gracias a su ligereza, esto podría ocurrir sin que los coches aumentasen excesivamente de peso, e incluso disminuyendo si la nanocelulosa sustituye a otros materiales más pesados. De esta forma los vehículos no necesitarían consumir más combustible para ser más resistentes y seguros.

3. Usos médicos y sanitarios

La nanocelulosa es altamente absorbente, porosa y se puede moldear al gusto. Esto la hace perfecta para fabricar con ella productos absorbentes como gasas, vendas o incluso tampones. Su carácter biodegradable es una ventaja más para estos usos, así como para emplearla en pequeños implantes, como recambios de válvulas cardiacas, ligamentos artificiales o piezas de articulaciones.

Sus aplicaciones en el campo de la medicina son tan prometedores que solo en este ámbito se calcula que tendrá un mercado de 97.000 millones de dólares en 2017

Por otra parte, su capacidad conductora la postula como un material idóneo para fabricar membranas que luego se utilicen en procesos de filtrado como los tratamientos de diálisis para enfermos del riñón. Sus aplicaciones en el campo de la medicina son tan prometedores que solo en este ámbito se calcula que tendrá un mercado de 97.000 millones de dólares en 2017.

Pero eso no es todo: combinando pequeñas cantidades de nanocelulosa con agua, se forman hidrogeles muy estables que comparten muchas propiedades con los tejidos humanos, lo que está dando pie a investigaciones sobre la aplicación de medicamentos e incluso la ingeniería de tejidos y de órganos.

4. Esponjas para limpiar vertidos en el mar

Mezclando nanocelulosas con agua, se obtienen hidrogeles, pero mezclándolas con otros componentes, todos juntos forman aerogeles, que son una especie de esponja, capaces de resister de forma estable en el agua durante más de 60 días.

Ya hay varios laboratorios en el mundo investigando esta propiedad del supermaterial, que sería muy interesante por ejemplo para facilitar las tareas de limpieza tras un vertido contaminante en el agua del mar.

5. Mejorar otros materiales como plásticos o papel

La nanocelulosa es un derivado de la celulosa, con la que se fabrica el papel y el cartón. Añadiéndola a su composición, puede reforzar el entramado de fibras que los componen y hacerlos más fuertes y resistentes, por ejemplo al agua o a los impactos y el desgaste. Podría convertirse en un ingrediente interesante para cajas y embalajes que deban resistir en exteriores, o que estén en contacto con materiales grasos, por ejemplo, evitando que se rompan o estropeen.

Por sus propiedades, también puede utilizarse para mejorar las cualidades mecánicas de algunos plásticos, como la resina termoplástica o el látex, haciéndolos más flexibles y resistentes. De hecho, científicos brasileños han desarrollado un plástico que, empleando nanocelulosa extraída de plátanos, resultó un 30% menos pesado pero cuatro veces más fuerte que el mismo compuesto sin la nanocelulosa.

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