Los científicos del TPU ofrecen una tecnología escalable para obtener membranas de politetrafluoroetileno

"La principal ventaja del método es que la pequeña instalación de laboratorio no se diferencia de una industrial por su núcleo y procesos".

30.06.2021 - Rusia

Científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk lograron obtener membranas de politetrafluoroetileno (PTFE) mediante electrospinning. El PTFE es conocido por ser el polímero más estable que existe. Según los científicos, se trata de un método sencillo, asequible y fácilmente escalable, que permitirá obtener membranas químicamente estables en la producción a escala industrial. Las membranas pueden utilizarse en las industrias petroquímica, aeroespacial, nuclear, de energía libre de carbono y en la medicina.

Los últimos resultados de la investigación sobre las propiedades físicas y químicas y la biocompatibilidad de las membranas obtenidas se publican en el Journal of Fluorine Chemistry. Las membranas obtenidas se probaron con células y animales de laboratorio. La investigación confirmó que las membranas no son rechazadas por las células y no se destruyen en la matriz biológica. El equipo interdisciplinar formado por físicos y químicos está llevando a cabo la investigación en la TPU.

"El material y los métodos de trabajo con él fueron notables para nosotros. El PTFE es un polímero que contiene flúor. Los compuestos de flúor y similares se denominan fluoropolímeros. Son notables para los científicos y expertos que trabajan en empresas industriales debido a su inercia. Los fluoropolímeros pueden utilizarse en medios corrosivos o cuando la estabilidad del material es crucial. Puede tratarse de una pila de combustible de hidrógeno que funcione en condiciones de medios corrosivos o de un implante médico dentro de un cuerpo humano. La obtención de membranas tiene muchas perspectivas, pero aún no existe una tecnología de gran capacidad en el mundo. Es cara o requiere mucha mano de obra, aunque la materia prima sea asequible", afirma Evgeny Bolbasov, investigador del Centro de Investigación Butakov de TPU.

Los científicos de TPU utilizaron electrospinning. Se trata de dibujar hilos cargados de soluciones poliméricas bajo el efecto de un campo eléctrico. El resultado es un material tejido de hilos de polímero.

"La principal ventaja del método es que la pequeña instalación de laboratorio no se diferencia de una industrial por su núcleo y procesos. Todo lo que se puede hacer en el laboratorio es fácilmente reproducible en la empresa. Anteriormente, se creía que la obtención de una membrana de PTFE mediante electrospinning era sencillamente imposible. El PTFE no se puede estirar en forma de hilos. Para resolver este problema, añadimos alcohol polivinílico (PVA), un agente reticulante en la cadena de síntesis", afirma el científico.

El proceso de obtención de la membrana descrito en el artículo consta de dos etapas. En primer lugar, se mezcla un polvo muy fino con PVA. Se obtiene una carga de solución en la instalación de electrospinning. Se tiran los hilos más finos dentro de la instalación de electrospinning y el lecho poroso blanco se hila a partir de estos hilos tirados. Se trata de la membrana. En la segunda etapa, la membrana se cuece en un horno a unos 400°? El PVA añadido se evapora completamente en el horno y la membrana se oscurece un poco. El proceso completo no dura más de tres horas.

Los investigadores señalan que todas las materias primas utilizadas para la síntesis son comercialmente asequibles y se producen en Rusia.

Estas membranas tienen una amplia gama de aplicaciones potenciales. Sólo se necesita una tecnología escalable. Los métodos industriales de obtención de membranas a partir de fluoropolímeros se buscan en Europa, Estados Unidos y China. Mientras tanto, los científicos rusos tienen la oportunidad de ofrecer una solución comercialmente interesante. Desde nuestro punto de vista, el electrospinning es una solución de este tipo.

Este método es doce veces más barato que sus alternativas, permite controlar fácilmente la estructura de los poros de las membranas. Además, este método es reproducible y escalable, lo que resulta muy interesante para posibles socios industriales", afirma Vyacheslav Buznik, académico de la Academia Rusa de Ciencias, uno de los autores del artículo.

"Actualmente, la principal tarea de los investigadores de TPU es mostrar las posibilidades del método para resolver problemas aplicados concretos. La tarea es complicada, compleja. Sólo puede ser resuelta por equipos interdisciplinarios formados por especialistas en materiales, químicos y físicos. Para nosotros es crucial que en la TPU haya todos los expertos y competencias necesarios. Nos ayudará a desarrollar activamente este campo", señala Marina Trusova, directora de la Escuela de Investigación de Química y Ciencias Biomédicas Aplicadas de la TPU.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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