Nanocelulosa

Nanocelulosa o Microfibra de Celulosa, [MFC] por sus siglas en inglés, es un material que consta de nanofibras de celulosa, que son una cadena de moléculas de celulosa de forma tubular alargada teniendo una marcada relación de aspecto longitud-diámetro. La tendencia o magnitud típica de el diámetro es de 10 a 20 nanómetros y la de su longitud es de 10 veces o más la de su diámetro, estapropiedad geométrica de la molécula la hace muy sensible a diferentes campos de aplicación al tratarse de un polímero.La sustancia engel tiene un comportamiento tixotrópico.
La nanocelulosa se extrae básicamente de cualquier fibra de celulosa como por ejemplo lapulpa de celulosa y puede presentarse de dos maneras, cristalina ó aleatoria. Se obtiene a través de un proceso de homogeneización o sometimientoa altas presiones, que dado el caso la nanofibra será amorfa. Aquella obtenida a través de un proceso de hidrólisis ácida se denomina Nanocelulosa Cristalina ([NCC] por sus siglas en inglés) y las cuales componen un material mucho más rígido que el obtenido por homogeneización.
Historia[editar]

El término nanocellulose o Microfibrillated cellulose fue usado por primera vez en 1977, paradesignar un material gelatinoso translúcido, resultado de pasar pulpa de celulosa a través de un homogeneizador (llamado Gaulin type milk homogenizer para aquel entonces) y luego impactarla contra una superficie rígida. Dicho descubrimiento se le atribuyó al grupo de investigadores Turbak, Snyder y Sandberg que trabajaban en Whipanny, New Jersey para 'ITT Rayonier Labs'.1 2
A pesar de que en los años1950 ya se aplicaban tratamientos de ultrasonido, hidrólisis, oxidación y también homogeneización para desintegrar estructuras de celulosa.3 Fue el grupo de Turbak el que dispuso el resultado de las investigaciones de manera que pudiera haber un interés industrial sobre el material.4

Producción[editar]
La producción de nanocelulosa se realiza generalmente a partir de la pulpa de celulosa delamadera a través de métodos de homogeneización y reticulación,procesos a través de los cuales se obtiene una molécula amorfa.
Para la producción de Nanocelulosa cristalina se lleva a cabo el tratamiento de 'Hidrólisis ácida'. La fibra de celulosa natural consta de regiones amorfas y regiones cristalinas. Las regiones amorfas son menos densas que las cristalinas de manera tal que al someter elmaterial natural a la fuerza de la hidrólisis ácida(que es mayor que la de la homogeneización y reticulación), las regiones amorfas se rompen liberando las moléculas cristalinas (NCC). Existen diferentes tipos de hidrólisis pero en general la relación de aspecto 'L/D'(longitud/Diámetro) de las nanocelulosas cristalinas cambian con respecto a la fuente natural de celulosa.5 6

Fuente
BacterianaAlgodón
Tunicado
Ramie
Sisal
Valonia
Madera
Longitud:Diámetro
2:100
10:30
15:42
5:30
20:167
50:100
20:100

Propiedades[editar]


Imagen de nanocelulosa carboxi-metilada sobre una superficie de óxido de Silicio
Viscosidad[editar]
Cuando la concentración de nanocelulosa es baja, la viscosidad es poca, también es muy sensible a las fuerzas cizallantes ya que la viscosidad se anula enla presencia de estas.
Propiedades Mecánicas[editar]
Las nanocelulosa cristalina con cierto grado de cristalinidad ha mostrado ser más resistente que el aluminio, más rígido que el kevlar, propiedades que también se ven mejoradas al elaborar películas de [NCC], que a su vez soportan mayores tensiones. La relación entre el peso y la resistencia es 8 veces más eficiente que el acero inoxidable,este material se postula para ser el reemplazo ecológico del grafeno. 7
Aplicaciones[editar]
La celulosa es uno de los polímeros más abundantes del planeta pudiendo ser una de las respuestas ecológicas más eficientes para la crisis energética y otros problemas ambientales, las aplicaciones de la [NCC] van desde la elaboración de pantallas para dispositivos electrónicos hasta el cultivo de...