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Palabras clave
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Nanopartículas, cobre, acetato, celulosa, propiedades, UNSA, Arequipa
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Justificación del proyecto
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El poco uso de los biopolímeros se atribuye a sus limitadas propiedades como la sensibilidad a la degradación por los diferentes mecanismos biológicos, químicos y fotoquímicos debido a la hidrofilicidad. Además, tienen una resistencia mecánica y efecto antibacteriano bajo en comparación con las películas sintéticas no biodegradables.
Actualmente el campo de las nanopartículas ofrece nuevas oportunidades para mejorar las propiedades de los biopolímeros, pues los estudios se dirigen al desarrollo de materiales biodegradables que no generen contaminación al aire, agua y suelo. Para tales fines, en la actualidad se han desarrollado polímeros que contienen nanopartículas de óxido de zinc (ZnO), oxido de cobre (CuO), de cobre (Cu), de plata (Ag) y de oro (Au) que se caracterizan por poseer actividad biocida. En consecuencia, traen múltiples aplicaciones a la tecnología de membranas, de recubrimiento, embalaje, biomédica, etc.
Sin embargo, no se reportan estudios sobre el efecto del PEG 400 y de nanopartículas de cobre sobre las propiedades mecánicas, de barrera sobre películas de acetato de celulosa para su aplicación en embalajes.
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Hipótesis del proyecto
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• Efecto del plastificante sobre la liberación de iones cobre (agente activo). Se presume que al incrementar la concentración de plastificante (PEG 400), se logra mayor liberación de iones cobre en las películas, lo que se explica por el mayor volumen libre en la película que facilita la dispersión de las Cu-NPs, y debido a la permeación con el agua facilita la oxidación del cobre liberando iones cobre. Se estima también que existe una relación directa entre la concentración de tales iones de cobre y la propiedad antimicrobiana de las películas.
• Sobre la permeabilidad de las películas de acetato de celulosa. La permeabilidad de las películas depende de las propiedades de cada componente (PEG 400 y CuNPs), de su concentración, de la morfología del sistema resultante y de la naturaleza de la mezcla polímero-nanopartículas con el plastificante. Así, se estima que la permeabilidad también depende del grado de dispersión de las CuNPs y su orientación en la matriz. Es conocido que los plastificantes en general incrementan la flexibilidad y elongación de películas, pero además podrían influenciar la liberación de iones metálicos. En consecuencia, se estima que las propiedades de películas de acetato de celulosa son fuertemente influenciadas por la concentración del plastificante, la homogeneidad de la distribución de nanopartículas de cobre y su concentración que influyen sobre la liberación de iones cobre.
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Resultados esperados del proyecto
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01 Artículo científico publicado en revistadas indizadas base SCOPUS o Web of Science con fines de titulación.
01 Nuevo profesional titulado de Ing. Químico.
Resultado propio de la investigación:
- Desarrollo de películas reforzadas con nanopartículas de cobre con potencial aplicación en la industria del "packaging" o embalaje.
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Impactos esperados
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Impacto Científico: Aporte al campo del "packaging" o embalaje.
Impacto Social: Lograría la concientización de la sociedad sobre el uso del plástico y sus nuevas formas.
Impacto Ambiental: La realización generaría un aprovechamiento sustentable y responsable al igual como representar de muy buena forma el concepto de sustentabilidad.
Impacto Económico: Permitiría la producción de embalaje para alimentos y de nuevos productos con enfoque de economía sustentable.
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