Determinación de la influencia de los parámetros en la técnica de electrospinning para la formación de nanofibras a partir de un biopolímero
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Date
2022-07-26
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Publisher
Universidad Católica de Santa María
Abstract
El electrospinning es una novedosa técnica que permite la producción de nanofibras
utilizando distintos tipos de polímeros y biopolímeros como base para ser portadores de
múltiples compuestos, tanto orgánicos como inorgánicos. La zeína es un biopolímero
extraído del maíz, que ha probado tener buenos resultados en la obtención de nanofibras
mediante electrospinning. Se preparó una solución viscosa de zeína en solvente etanol al que
se le añadió un pigmento nativo capaz de cambiar de color a diferentes niveles de pH, para
la producción de nanofibras mediante electrospinning. Se utilizó un diseño compuesto
central (CCD) para conocer el efecto de los parámetros de electrospinning sobre diámetros
promedio de las nanofibras y los datos se analizaron utilizando la metodología de superficie
de respuesta (RSM) para obtener un modelo matemático de predicción. Se trabajó con tres
variables del proceso, en tres niveles cada una: (i) velocidad de flujo: 0.10, 0.55 y 1.00 ml/h;
(ii) voltaje aplicado: 23, 25.5 y 28 kV, y (iii) distancia entre la boquilla y el colector: 150,
175 y 200 mm. La morfología de las nanofibras se evaluó a través de las imágenes tomadas
en el microscopio electrónico de barrido (SEM). Los resultados mostraron que el parámetro
con un mayor efecto sobre el diámetro de las nanofibras es el voltaje. Al aumentar el voltaje
durante el electrospinning, los diámetros medios de fibra aumentaron. El efecto de la
distancia de hilado es dependiente de su interacción con los otros factores. La velocidad de
flujo no presentó una influencia significativa en los diámetros. Utilizando los parámetros
optimizados se produjo un prototipo de un biosensor de nanofibras de zeína y pigmento. El
color de este biosensor es rojo pálido en pH neutros y cambia a un naranja suave en presencia
de pH ácidos, y a rosa fuerte en pH alcalinos. El resultado del cambio colorimétrico visual
esperado en el nanosensor debido al uso de un pigmento halocrómico nativo, demostró que
las nanofibras tienen un amplio potencial de aplicaciones en el campo de la biotecnología
Description
Keywords
Electrospinning, Pigmentos halocrómicos, Biosensores