El siguiente informe expresa el trabajo realizado por el Consorcio Asociativo Público Privado (CAPP), integrado por el Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) INTI-Textil e INTI-Química, y el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales, INTEMA (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, CONICET), responsables del desarrollo de las plataformas tecnológicas, la empresa Guilford Argentina y la Fundación Pro Tejer, que se encargarán de las acciones productivas.
Introducción:
El proyecto aborda el desarrollo de productos textiles con nuevas funciones mediante el empleo de herramientas nanotecnológicas, buscando la innovación en problemas de interés nacional.
La principal aplicación seleccionada es la repelencia a insectos, con énfasis en aquellos que resulten repelentes a insectos vectores de enfermedades, en particular hacia mosquitos Aedes aegypti, vector del dengue.
Para esto se están obteniendo textiles a partir de tejidos de algodón y no tejidos sintéticos, a los cuales se aplican diferentes sistemas de liberación. Los textiles tratados son caracterizados morfológicamente por microscopía electrónica de barrido (SEM); el contenido de agente repelente se determina mediante técnicas cromatográficas y se evalúa su repelencia a través de un ensayo de laboratorio con mosquitos Aedes aegypti.
Se emplean agentes funcionales repelentes de origen natural, basados en aceites esenciales, que se incorporan en micro y nanosistemas de liberación controlada generados a partir de tres plataformas nanotecnológicas:
1. Textiles funcionales obtenidos a partir de micro/nanocápsulas aplicadas a los sustratos textiles mediante tecnologías convencionales provenientes de la química textil
2. Textiles funcionales obtenidos a partir de micro/nanocápsulas ancladas a los sustratos textiles mediante nanofibras
3. Textiles funcionales obtenidos a partir de la aplicación de nanofibras conteniendo los agentes funcionales
A partir de estas plataformas se espera, el desarrollo de productos textiles repelentes que no requieran lavados, fundamentalmente aquellos de vida útil limitada, y en una etapa posterior, productos textiles repelentes que resisten los lavados.
Las tecnologías desarrolladas también podrán ser aplicadas para la obtención de nuevos productos como por ejemplo textiles repelentes a otro tipo de insectos vectores y textiles de uso medicinal, en particular los antimicrobianos. Por lo tanto, a partir de la consolidación de las plataformas tecnológicas presentadas, se generarán nuevas líneas de textiles funcionales que trascienden las incluidas en este proyecto.
Sistemas de Liberación Controlada
La función de los Sistemas de Liberación Controlada (SLC) es modular la liberación de sustancias con distintos propósitos. En este proyecto en particular, el propósito de diseñar SLCs es controlar la liberación de los agentes repelentes, generalmente volátiles, de modo de prolongar la duración del efecto repelente del textil tratado. De este modo, los agentes son incorporados en micro o nanocápsulas, que a su vez se aplican sobre sustratos textiles. El resultado esperado es una mayor duración de la repelencia.
Se han diseñado y obtenido numerosos SLCs tanto en el rango micro como nanométrico. La gran variabilidad está dada tanto por los materiales que los componen como por las tecnologías involucradas. En este proyecto se han seleccionado algunos de los mismos, como por ejemplo: microcápsulas obtenidas por coacervación compleja, micro y nanocápsulas de etilcelulosa y nanocomplejos con ciclodextrinas.
Nanofibras
Las nanofibras son estructuras nanométricas en forma de fibras, tubos, cintas, anillos, varillas y cables, que debido a su escala presentan propiedades nuevas que no están presentes en estructuras de igual composición y tamaño macroscópico. La National Science Foundation considera que las nanofibras presentan un diámetro inferior a 100 nm. En la industria de los hilados no tejidos y en la literatura científica del ámbito biomédico, no obstante, se consideran las propiedades que presentan los sistemas nanofibrosos y no tan estrictamente las dimensiones, abarcando diámetros inferiores al micrón. Existen numerosas técnicas para la obtención de nanofibras, como por ejemplo estiramiento, patrones de diseño, separación de fases, auto-ensamblado, electrohilado, entre otras. Las nanofibras presentan un enorme potencial para mejorar significativamente las tecnologías actuales, así como también para desarrollar nuevas aplicaciones. El diámetro submicrométrico, la elevada relación superficie volumen (por ejemplo, las nanofibras con diámetros de 100 nm presentan una superficie de 50 m2 por gramo de material), la baja densidad y alta porosidad presente entre las fibras genera excelentes propiedades en los productos nanofibrosos finales. Las nanofibras presentan alta reactividad superficial, conductividad térmica y eléctrica, y propiedades mecánicas superiores como resultado de su dimensión.
La posibilidad de producir fibras de distintos materiales, con morfología y porosidad a medida, sumado a las excelentes propiedades intrínsecas a su tamaño, hacen que estas estructuras resulten apropiadas para numerosas aplicaciones. Entre los más estudiadas se encuentran dispositivos biomédicos, tales como sistemas de liberación controlada de fármacos y principios activos e ingeniería de tejidos; productos de consumo, tales como prendas de vestir, productos de limpieza y de cuidado personal; hasta productos industriales de catálisis, filtrado, barrera y aislamiento, almacenamiento de energía, pilas de combustible, capacitores, transistores, separadores de baterías, óptica y nanocables para aplicaciones en nanoelectrónica, fibras compuestas para refuerzo de materiales, tecnología de la información y aplicaciones de alta tecnología en el sector aeroespacial.
La tecnología de electrohilado (electrospinning) constituye uno de los métodos de procesamiento de vanguardia que presenta mayores ventajas para la producción de nanofibras. La técnica tiene la habilidad única de producir nanofibras de diferentes materiales y geometrías, bajo costo, relativamente alta velocidad de producción y simplicidad en el diseño del equipamiento. En los últimos años, se han electrohilado muchos polímeros sintéticos y naturales, cerámicos y compuestos, para obtener fibras continuas de unos pocos nanómetros hasta algunos micrones que generan una membrana hilada no tejida altamente porosa. Aunque la técnica de electrohilado constituye una vía sumamente versátil para la producción de nanofibras, el proceso es sumamente complejo y depende de numerosos parámetros propios del procesamiento así como de la solución polimérica.
Nanofibras de Etilcelulosa
Agentes Repelentes
En el presente proyecto existe un interés especial desde su concepción en desarrollar textiles funcionales conteniendo repelentes de baja toxicidad, generalmente de origen natural.
En base a esto, los primeros ensayos fueron realizados con aceite esencial de citronella, muy difundido a partir de su incorporación en productos repelentes de distinto tipo.
Las etapas posteriores de este proyecto incorporaron al citriodiol® como agente repelente, en base a su mayor efectividad. El citriodiol es una mezcla de sustancias derivada del aceite esencial del Eucalyptus citriodiora, cuyo componente principal es la mezcla de los isómeros cis y trans del p-mentano-3,8,-diol (suma de isómeros > 64%). Es uno de los repelentes recomendados por la Organización Mundial de la Salud para uso sobre la piel y ha sido registrado por la Agencia de Protección Ambiental de EEUU (EPA) e incluido en la Directiva Europea de Productos Biocidas (BPD98/8/EC).
Se prevé también la evaluación de otras sustancias consideradas de muy baja toxicidad como el IR3535, aprobado por la EPA como bioinsecticida, y el principio activo del aceite de Neem, la Azadiractina, con demostrada baja toxicidad para mamíferos y rápidamente biodegradable.
FUENTE:http://www.nanofuntex.fi.mdp.edu.ar/
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