Por Kristen Figueroa Roldán – Estudiante de la carrera de Ingeniería Química Industrial
Tradicionalmente, la ciencia se ha basado en descomponer los materiales en partículas para poder regenerarlos, poder cambiar sus características o crear nuevos materiales. A través de los avances de la investigación y el desarrollo revolucionario de la tecnología, aparece la nanotecnología como contraste a la ciencia tradicional, ya que la nanotecnología construye materiales mediante el autoensamblaje y a partir del diseño del ordenamiento de los átomos en distintas nanoestructuras (Molins, 2008).
El tamaño de los átomos ronda entre los 0,1 y 1 nanómetros (nm2) y el de las moléculas entre 1 y 10 nm. Las nanopartículas miden menos de 100 nanómetros en por lo menos una dimensión. En la síntesis de nanopartículas, como resultado del aumento de la proporción de superficie a volumen y a la reducción del espacio en el que se pueden mover los electrones y, por ende, el cambio en los niveles energéticos de los electrones dentro de las partículas, aparecen nuevos efectos sobre las propiedades de los materiales nanoestructurados (Mendoza, 2003). A nivel de la nanopartícula ocurren variaciones en las propiedades químicas, magnéticas, mecánicas, biológicas, ópticas, catalíticas o eléctricas de los nanomateriales, pero sin cambios en su composición química. Estas nuevas variaciones pueden aparecer sobresalientes en cuanto a fortaleza, tensión superficial, conductividad, color y flexibilidad (Molins, 2008).
Los nanomateriales, entonces, están constituidos por un aglomerado de nanopartículas en contacto directo entre sí y las propiedades de cada nanomaterial dependerá de las propiedades intrínsecas de las nanopartículas y la interacción entre ellas. Por tanto, dichos nanomateriales pueden presentar propiedades totalmente distintas o hasta mejores que las de su contraparte de mayor tamaño. Un aspecto culminante sobre estos materiales es que las distintas propiedades pueden ser controladas al variar el tamaño de las nanopartículas, para que dichas características se adecuen hacia el tipo de aplicación o al fenómeno deseado (Mendoza, 2003).
Dentro de las aplicaciones de los nanomateriales se pueden hallar pigmentos para pinturas, productos farmacéuticos, dispositivos electrónicos y ópticos, biomateriales, recubrimientos protectores, etc. (Mendoza, 2003). Desde el ámbito de los polímeros, la combinación de la nanotecnología y los materiales sostenibles corresponden a nuevas estrategias que no solo permiten mejoras en cuanto a las propiedades térmicas y fisicoquímicas de los polímeros puros, sino que también minimizan el impacto ambiental. Tal es el caso del quitosano, el cual es el segundo biopolímero natural más abundante junto a la celulosa; es biodegradable, no es tóxico y es biocompatible con facilidad. Las aplicaciones industriales de este biopolímero resultan ser como material de embalaje y de empaque, en donde se ha estudiado que mediante la adición de nanopartículas se incrementan importantemente sus propiedades mecánicas y propiedades de barrera de las películas (Camacho, Vega y Campos, 2011).
Aunque los resultados en la síntesis de los nanomateriales reflejan ser en su mayoría beneficiosos, se presentan efectos adversos dentro de la síntesis de nanopartículas, ya que surge cierta toxicidad durante los métodos físicos y químicos debido a la presencia de sustancias tóxicas absorbidas en la superficie de las nanopartículas (Gómez, 2018). La investigación continúa en progreso para lograr desarrollar métodos de tratamiento que resulten ser eco amigables y que, a su vez, permitan impulsar la síntesis de los nanomateriales para que se ajusten hacia la mejora de las propiedades específicas que el material requiera.
