Formulación de ionogeles e hidrogeles de celulosa procedente del fraccionamiento de la madera y su aplicación en la impresión 3D
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2023
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
La búsqueda de nuevos materiales asociada a las necesidades de los retos planteados tanto en el ámbito tecnológico como en el medioambiental ha propiciado el crecimiento de los materiales tipo gel, cuyas funcionalidades cubren un amplio abanico de aplicaciones en dispositivos electroquímicos, biosensores, apósitos, etc. La celulosa, un biopolímero ampliamente utilizado en el campo de los geles, es un buen sustituto de los polímeros derivados del petróleo debido a su biodegradabilidad, renovabilidad y buenas propiedades mecánicas. Una de las principales fuentes de celulosa es la biomasa lignocelulósica. Para la disolución de la celulosa se han estudiado y se siguen estudiando los líquidos iónicos (LIs), que son sales orgánicas formadas por un anión inorgánico y un catión orgánico cuyo punto de fusión es inferior a 100 ºC. A partir de las disoluciones de celulosa y LI se obtiene un material tipo gel denominado ionogel. Estos materiales se están desarrollando ampliamente en el área de la electroquímica debido a su estabilidad térmica, alta conductividad y versatilidad (múltiples combinaciones anión-catión). Además, a partir de dichos ionogeles se puede obtener otro material denominado hidrogel, en el cual la fase líquida pasa a ser agua en lugar de un LI, consiguiendo un material apto para aplicaciones biomédicas...
Description
The search of new materials associated with the needs of both technological and environmental challenges has led to the growth of gel-type materials, whose functionalities cover a wide range of applications: electrochemical devices, biosensors, wound dressings, etc. Cellulose, a biopolymer widely used in the field of gels, is a good substitute for petroleum-derived polymers due to its biodegradability, renewability, and good mechanical properties. One of the main sources of cellulose is lignocellulosic biomass. Ionic liquids (ILs), which are organic salts formed by an inorganic anion and an organic cation whose melting point is below 100 ºC, have been and continue to be studied for cellulose dissolution. A gel-like material called ionogel is obtained from cellulose and IL solutions. Ionogels are being widely developed in the area of electrochemistry due to their thermal stability, high conductivity, and versatility (multiple anion-cation combinations). In addition, another material called hydrogel can be obtained from these ionogels, in which the dispersed or liquid phase becomes water instead of an IL, obtaining a material suitable for biomedical applications. In recent years, 3D printing of gels has gained increasing attention and is driving important innovations in many areas, due to the viscoelastic properties of gels and their manufacturing versatility, because of the different types of inks that can be formulated (light-curable inks, bioinks, etc.). 3D printing is the process of manufacturing an object layer by layer from a computer-designed 3D file that makes it possible to manufacture, in this case, customized gels. The formulation of ionogels and cellulose hydrogels is an important advance in the development of materials for 3D printing, more beneficial to the environment by using a biopolymer...