Nanocompuestos de almidón reforzados con grafeno

NANOCOMPUESTOS DE ALMIDÓN REFORZADOS CON GRAFENO
1. INTRODUCCIÓN
En los últimos años, el desarrollo de nanocompuestos verdes es de interés científico e industrial para reemplazar los materiales plásticos tradicionales que contaminan el medio ambiente debido a su pobre degradación [1]. Por ello, el almidón, que puede formar películas con unas amplias propiedades mecánicas, está recibiendo muchaatención como una importante fuente para obtener nanocompuestos de polímeros biodegradables por sus propiedades de bajo costo, fácil extracción y degradación sin dejar residuos tóxicos [2]. El problema de los nanocompuestos de almidón son las pobres propiedades eléctricas y térmicas que exhiben.
El almidón no es realmente un termoplástico, pero se puede convertir en una fase polimérica continuaenredada con la ayuda de agua o un plastificante no acuoso tal como glicerol. Por lo tanto, el material obtenido puede ser procesado por las tecnologías desarrolladas para los polímeros sintéticos [3,4]. En la práctica, el almidón plastificado (PS) muestra un rendimiento físico limitado, por lo que debe ser reforzado para conseguir las propiedades mecánicas satisfactorias. Diversos métodos que sehan utilizado para reforzar PS se pueden clasificar en tres categorías principales: (1) el tratamiento químico de la molécula de almidón, (2) la mezcla de PS con otros recursos naturales o sin-polímeros sintéticos y (3) el uso de diversos reforzadores naturales y minerales.
Fibras minerales [4] como talco, caolín, arcilla y refuerzos naturales que incluyen fibras de plantas de diferentes fuentes,microfibras de celulosa, whiskers de celulosa y nanopartículas de almidón se han utilizado para reforzar el PS. Retener la biodegradabilidad PS y explotar las propiedades exclusivas de nanopartículas (como el alto módulo y alta relación superficie / peso) han promovido cada vez más el uso de nanorefuerzos naturales en los últimos años.
Los Nanocompuestos de Almidón Reforzados con Grafeno (NARG)son preparados en su mayoría mediante un conveniente proceso de solución asistida por sonicación y fuerte agitación. En el proceso se debe tener cuidado al elegir la secuencia de adición de los ingredientes, que puedan afectar a la dispersión nanorefuerzo, la gelatinización / plastificación, y por tanto la estructura final y las propiedades del nano-biocompuesto. Por ello, es adecuado que elgrafeno se disperse primero en el agua donde después se añadirá la solución de almidón gelatinizado [5]. Debemos tener en cuenta que el grafeno es el componente básico de fullereno, de los nanotubos de carbono en una dimensión y de la estructura del grafito en tres dimensiones, tiene una estructura única plana, así como nuevas propiedades electrónicas. Sin embargo, el óxido de grafeno (OG) ha surgidorecientemente como un nuevo carbono, un nanomaterial base que proporciona un camino alternativo para obtener grafeno.

En el trabajo pionero de Li et al. [6] sobre nanocompuestos a base de almidón reforzados con OG hasta en un 2% peso, se encontró que la unión de hidrógeno formado entre el OG y la matriz es muy bueno a bajos niveles de óxido de grafeno. Con el aumento del nivel OG, laradiación ultravioleta y la transmitancia se redujeron, y la absorción de humedad primero disminuyó a un valor mínimo y luego aumentaron ligeramente.

El OG está disponible en grandes cantidades [7] y se obtiene del grafito, su estructura es similar a una hoja de grafeno que tiene en su base grupos que contienen oxígeno con alta afinidad por las moléculas de agua, es hidrófilo y pueden ser fácilmentedisueltos en agua y otros solventes que hace que sea potencialmente útil en microelectrónica.

Por el bajo costo, fácil extracción y biodegradabilidad es interesante investigar más NARG. El OG es usualmente el material de partida para obtener grafeno. Por ello, en el presente trabajo se realiza una revisión bibliográfica acerca de los parámetros para contribuir en el desarrollo de estos...