Nanotecnología: laboratorio desarrolla materiales compuestos para aplicaciones industriales

Investigación de la académica de la Facultad de Ingeniería y Tecnología de la U. San Sebastián, Johanna Castaño, aplica nanotecnología en el procesamiento de materiales poliméricos con potenciales aplicaciones médicas.

Lunes 12 de julio de 2021

Nanotecnología: laboratorio desarrolla materiales compuestos para aplicaciones industriales
Escrito por Ana Maria Morales

El uso de la nanotecnología para mejorar las propiedades de los materiales es tendencia en el mundo. La dra. Johanna Castaño, investigadora de la Facultad de Ingeniería y Tecnología de la U. San Sebastián, trabaja desde hace dos décadas en el estudio y desarrollo de biomateriales inteligentes, con la generación de 25 artículos científicos (WoS), 4 patentes de innovación, además de productos con aplicaciones tecnológicas disponibles en el mercado.

Actualmente, en conjunto con la Unidad de Desarrollo Tecnológico, evalúa el efecto del tamaño y la concentración de nano y micro partícula de cobre en las propiedades antibacterianas, térmicas, reológicas y mecánicas de materiales basados en matrices termoplásticas para aplicaciones industriales, lo que puede ser de vital importancia para la generación de mecanismos de defensa frente a bacterias como Escherichia coli y Staphylococcus aureus de gran preocupación en salud pública.

“En este estudio se encontró que las matrices procesadas con tamaños de partículas más pequeños mostraron mejores propiedades mecánicas y una mayor estabilidad térmica que las preparadas con micropartículas. Además, la formación de biopelículas bacteriana (S. aureus y E. coli) es función del tamaño de partícula”, señala la investigadora.

Esta investigación dio origen a la tesis del estudiante Luciano Sáez (ICIV) y la publicación científica “Materiales compuestos de cobre y poliuretano: efecto del tamaño de las partículas en las propiedades físico-químicas y antibacterianas”, publicado en la Revista Polymers y que fue financiada por el proyecto Conicyt número PIA / Apoyo CCTE AFB170007.

La investigadora comenta que los resultados presentados en este trabajo muestran que se puede esperar un buen comportamiento de este material cuando se utiliza para aplicaciones biomédicas como: catéteres, materiales antiinfecciosos, empaquetamiento de soluciones o tubos de diálisis, entre otros.

Grafeno

Otra investigación que se lleva a cabo, junto con el equipo del Laboratorio de Ingeniería Civil es la evaluación del uso de grafeno en las propiedades mecánicas del hormigón, donde también se aplica nanotecnología. Al respecto, “se logró establecer que un 0,25% de grafeno incrementa alrededor del 15% la resistencia máxima a la compresión en comparación a las muestras de hormigón convencional curadas de la misma manera. Además, son más estables mecánicamente en el tiempo que aquellas probetas de hormigón convencional, convirtiéndolo en un material atractivo y de mayor desempeño para aplicaciones más exigentes”, explica la académica.

Desafíos

En sus próximos desafíos, la Dra. Castaño -quien es docente en pregrado en las asignaturas Tecnología de Materiales de Construcción (en Ingeniería Civil), Ciencia de los Materiales (en Ingeniería Industrial) y Laboratorio de Ingeniería Ambiental (en Ingeniería en Energía y Sustentabilidad Ambiental), además de formar parte del claustro académico de los magísteres en Innovación en Biociencias y Bioingeniería y en Gestión de la Construcción y Sustentabilidad-,  adelanta que se encuentra la consolidación del grupo multidisciplinario Biosmartcell, el cual se enfoca en el desarrollo y testeo de biomateriales inteligentes, capaces de vehiculizar y permitir la monitorización de elementos biológicos, tales como: células, proteínas y ácidos nucleicos, con un amplio rango de aplicaciones, que van desde la biomedicina, la nutrición y hasta el packaging.

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